UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Informe Técnico ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ Diciembre 2010 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 1/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Índice general I) INTRODUCCIÓN................................................................................................................ 14 I.1) ANTECEDENTES ............................................................................................................. 14 I.2) JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO PEP ................................................................................ 14 II) CONTENIDO DEL INFORME TÉCNICO ............................................................................... 15 III) DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Y PREMISAS DE CÁLCULO .................................................. 17 III.1) PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ (PEP)................................................................................. 17 III.2) RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ (RESP) ........................................................... 21 III.2.A) Descripción del sistema............................................................................................... 21 III.2.B) Definición de las barras y de las ramas (nexos) de la RESP ............................................. 24 III.2.C) Fortalezas y debilidades del sistema ............................................................................. 27 III.3) PREMISAS DE CÁLCULO .................................................................................................. 31 IV) ESTIMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EÓLICA DEL PEP ........................................................ 35 V) DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO ............................ 40 VI) ESTIMACIÓN DE LA PENETRACIÓN EÓLICA EN LA RESP ................................................. 42 VII) VI.1) PENETRACIÓN EÓLICA MEDIA DE POTENCIA .................................................................... 44 VI.2) PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA DE POTENCIA ......................................................... 46 RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN PERMANENTE ......................................... 52 VII.1) ESTUDIOS DE FLUJO DE CARGA (FC) ............................................................................... 53 VII.1.A) CASOS Y ESCENARIOS DE LOS ESTUDIOS DE FC DE LA RESP......................................... 53 VII.1.B) ESCENARIOS DE GENERACIÓN/DEMANDA DE LA RESP .................................................. 54 VII.1.C) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE FC DE LA RESP ..................................................... 58 VII.1.D) CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO DE FC DE LA RED INTERNA DEL PEP ....................... 84 VII.1.E) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE FC DE LA RED INTERNA DEL PEP ............................ 84 VII.2) ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS (AC) ................................................................................. 97 VII.2.A) ALCANCES Y METODOLOGÍA UTILIZADA ...................................................................... 97 VII.2.B) CASOS DE ESTUDIO ................................................................................................... 98 VII.2.C) RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CONTIGENCIAS ........................................................... 99 VII.3) ESTUDIOS DE CORTOCIRCUITO (CC) ............................................................................. 104 VII.3.A) ALCANCES Y METODOLOGÍA UTILIZADA .................................................................... 104 VII.3.B) CASOS DE ESTUDIO DE CC DE LA RESP ..................................................................... 105 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 2/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.3.C) RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CC DE LA RESP .......................................................... 106 VII.3.D) ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CC DE LA RESP....................................... 114 VII.3.E) CASOS DE ESTUDIO DE CC DE LA RED INTERNA DEL PEP............................................ 115 VII.3.F) RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CC DE LA RED INTERNA DEL PEP ................................ 115 VII.3.G) ANÁLISIS DE RESULTADOS: ESTUDIO DE CC DE LA RED INTERNA DEL PEP .................. 121 VII.4) ESTUDIOS DE FLUJO DE CARGA ARMÓNICO (FCA) .......................................................... 121 VII.4.A) INTRODUCCIÓN Y METODOLOGÍA USADA .................................................................. 121 VII.4.B) CARGAS CONTAMINANTES........................................................................................ 125 VII.4.C) CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO DE FLUJO DE CARGA ARMÓNICO .......................... 127 VII.4.D) RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE FCA .................. 130 VIII) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN TRANSITORIO ...................................... 152 VIII.1) INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 152 VIII.2) CASOS DE ESTUDIO ..................................................................................................... 152 VIII.3) ESTABILIDAD TRANSITORIA ANTE FALLAS EN EL SISTEMA .............................................. 153 VIII.3.A) CASOS DE ESTUDIO DE ESTABILIDAD ANTE FALLAS EN EL SISTEMA ............................ 153 VIII.3.B) RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE FALLAS EN EL SISTEMA...................................... 158 VIII.3.C) ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE FALLAS EN EL SISTEMA ........... 182 VIII.4) ESTABILIDAD TRANSITORIA ANTE LA DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP ............................ 182 VIII.4.A) CASOS DE ESTUDIO DE ESTABILIDAD ANTE LA DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP .......... 182 VIII.4.B) RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE LA DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP.................... 184 VIII.4.C) ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS: DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP ............................... 194 VIII.5) ESTABILIDAD TRANSITORIA ANTE RAMPAS DE VIENTO ................................................... 194 VIII.5.A) CASOS DE ESTUDIO DE ESTABILIDAD ANTE EVENTOS DE RAMPAS DE VIENTO ............. 194 VIII.5.B) RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE EVENTOS DE RAMPAS DE VIENTO....................... 196 VIII.5.C) ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS: RAMPAS DE VIENTO ................................................. 208 IX) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS TRANSITORIOS ELECTROMAGNÉTICOS .................... 209 IX.1) ESTUDIO DE SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS (STA) .................................................... 209 IX.1.A) ALCANCE Y CASOS DE ESTUDIO DE STA .................................................................... 209 IX.1.B) METODOLOGÍA SEGUIDA EN LOS ESTUDIOS DE STA .................................................. 210 IX.1.C) STA SOBRE LOS AEROGENERADORES DEL PEP (STA-AG) ............................................. 210 IX.1.C.1 Introducción y alcance (STA-AG) .......................................................................................... 210 IX.1.C.2 Descripción del sistema para los estudios de STA.................................................................... 212 IX.1.C.3 Implementación de los modelos en el programa ATP/EMTP (STA-AG) ........................................ 215 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 3/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IX.1.C.4 Escenarios de estudio para el análisis de STA-AG.................................................................... 220 IX.1.C.5 Casos de estudio para la simulación de STA-AG...................................................................... 224 IX.1.C.6 Resultados obtenidos en las simulaciones de STA-AG .............................................................. 226 IX.1.C.7 Análisis de resultados del estudio de STA-AG ......................................................................... 237 IX.1.C.8 Determinación de la Tasa de Retorno (STA-AG)...................................................................... 237 IX.1.C.9 Conclusiones sobre el análisis de STA-AG .............................................................................. 238 IX.1.D) STA SOBRE LA SUBESTACIÓN PEP (STA-S/E PEP)........................................................ 239 IX.1.D.1 Introducción (STA-S/E PEP) ................................................................................................. 239 IX.1.D.2 Metodología para evaluar el apantallamiento de la S/E (STA-S/E PEP) ....................................... 239 IX.1.D.3 Metodología de verificación de la Coordinación de Aislamiento (STA-S/E PEP) ............................. 243 IX.1.D.4 Resultados de la tasa de salida en las líneas de 115kV (STA-S/E PEP)........................................ 246 IX.1.D.5 Severidad de la ST Incidente en la S/E (STA-S/E PEP) ............................................................. 249 IX.1.D.6 Período de Retorno de la ST Incidente (STA-S/E PEP) ............................................................. 249 IX.1.D.7 Metodología para determinar el Período de Retorno de la ST Incidente (STA-S/E PEP) ................. 250 IX.1.D.8 ST incidente en la S/E por falla de apantallamiento de la línea de 115kV (STA-S/E PEP) ............... 253 IX.1.D.9 ST incidente en la S/E debido a la descarga retroactiva de la línea de 115kV (STA-S/E PEP).......... 254 IX.1.D.10 Tasa de retorno asociadas a ST por la incidencia de descargas en las líneas de 115kV ................. 255 IX.1.E) IX.2) ESTUDIO DE SOBRETENSIONES DE MANIOBRA (STM) ..................................................... 256 IX.2.A) INTRODUCCIÓN, ALCANCE Y METODOLOGÍA ............................................................. 256 IX.2.B) DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Y ESCENARIOS DE ESTUDIO............................................ 257 IX.2.C) STM: ENERGIZACIÓN DE EQUIPOS ............................................................................ 259 IX.2.C.1 Energización de líneas ........................................................................................................ 259 IX.2.C.2 Energización de equipos de transformación............................................................................ 260 IX.2.C.3 Casos de estudio de STM por energización de equipos............................................................. 260 IX.2.C.4 Resultados de STM por la energización de equipos.................................................................. 262 IX.2.C.5 Análisis de resultados de las STM por la energización de equipos .............................................. 273 IX.2.D) STM: FALLAS Y DESPEJE DE FALLAS EN LA S/E PEP..................................................... 275 IX.2.D.1 Casos de estudio de STM de fallas y despeje de fallas en la S/E PEP.......................................... 276 IX.2.D.2 Resultados de las STM por fallas y despeje de fallas................................................................ 277 IX.2.D.3 Análisis de resultados de las STM por fallas y despeje de fallas ................................................. 281 IX.2.E) X) Conclusiones (STA-S/E PEP) ...................................................................................... 256 CONCLUSIONES SOBRE EL ESTUDIO DE STM ............................................................. 282 CONCLUSIONES .............................................................................................................. 285 X.1) CONCLUSIONES GENERALES SOBRE LOS ESTUDIOS REALIZADOS..................................... 285 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 4/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 X.2) CONCLUSIONES SOBRE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN PERMANENTE .................................. 286 X.2.A) Conclusiones sobe los estudios de flujo de carga ......................................................... 286 X.2.B) Conclusiones sobe los estudios de CC ......................................................................... 287 X.2.C) Conclusiones sobe el análisis de contingencias............................................................. 287 X.2.D) Conclusiones sobe los estudios de flujo de carga armónico ........................................... 288 X.3) CONCLUSIONES SOBRE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN TRANSITORIO ................................. 288 X.3.A) Conclusiones sobe los estudios de estabilidad: fallas .................................................... 288 X.3.B) Conclusiones sobe los estudios de estabilidad: desconexión de AGs y del PEP ................. 289 X.3.C) Conclusiones sobe los estudios de estabilidad: rampas de viento ................................... 289 X.4) CONCLUSIONES SOBRE LOS ESTUDIOS DE TEM .............................................................. 289 X.4.A) Conclusiones sobe los estudios STA sobre AGs ............................................................ 289 X.4.B) Conclusiones sobe los estudios STA sobre la S/E PEP ................................................... 290 X.4.C) Conclusiones sobe los estudios STM ........................................................................... 291 X.5) RECOMENDACIONES..................................................................................................... 292 XI) EQUIPO DE TRABAJO ...................................................................................................... 294 XII) DOCUMENTOS Y ARHIVOS ANEXOS (ENTREGABLES DEL PROYECTO)........................... 296 XIII) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... 299 Índice de tablas Tabla 1: S/E’s principales y asociadas a la RESP ................................................................................ 24 Tabla 2: Definición de las barras de la RESP ..................................................................................... 24 Tabla 3: Definición de las ramas (nexos) de la RESP .......................................................................... 25 Tabla 4: Confiabilidad (una línea y dos líneas) para distintas tasas de falla y de reposición ..................... 30 Tabla 5: Velocidades de viento (promedios mensuales) en la zona (Los Taques, Paraguaná) .................. 36 Tabla 6: Potencias Eólicas Generadas (promedios mensuales de las vv) ................................................ 37 Tabla 7: Escenarios a ser considerados ............................................................................................ 41 Tabla 8: Penetración Eólica media de potencia .................................................................................. 45 Tabla 9: Penetración Eólica Instantánea de Potencia .......................................................................... 46 Tabla 10: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP conectada al SIN ................. 47 Tabla 11: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP aislada del SIN .................... 49 Tabla 12: Criterios de régimen permanente ...................................................................................... 52 Tabla 13: Identificación de los escenarios y casos de estudio .............................................................. 53 Tabla 14: Casos donde el FC no converge o los resultados están fuera de los rangos admisibles ............. 59 Tabla 15: Casos de estudio de FC de la Red Interna del PEP ............................................................... 84 Tabla 16: Tensiones de la Red Interna del PEP (primeros 4 grupos de AGs) ......................................... 86 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 5/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 17: Tensiones de la Red Interna del PEP (segundo 4 grupos de AGs) .......................................... 87 Tabla 18: Análisis de contingencias a partir del Caso A.1.1 - Tensiones fuera de rango ......................... 101 Tabla 19: Análisis de contingencias a partir del Caso A.1.1 – Sobrecarga de líneas y TRX ...................... 102 Tabla 20: Análisis de contingencias a partir del Caso A.2.1 - Tensiones fuera de rango ......................... 102 Tabla 21: Análisis de contingencias a partir del Caso A.2.1 – Sobrecarga de líneas y TRX ...................... 103 Tabla 22: Análisis de contingencias a partir del Caso A.3.1 - Tensiones fuera de rango ......................... 103 Tabla 23: Análisis de contingencias a partir del Caso A.3.1 – Sobrecarga de líneas y TRX ...................... 104 Tabla 24: Análisis de contingencias a partir del Caso B.2.1 – Sobrecarga de líneas y TRX ...................... 104 Tabla 25: Casos para el estudio de CC (14 condiciones de generación consideradas) ............................ 106 Tabla 26: NCC 3F de la RESP (14 condiciones) ................................................................................. 108 Tabla 27: Máximo incremento en los NCC trifásicos de la RESP debido al PEP (Caso 1 y Caso 2) ......... 113 Tabla 28: NCC trifásicos de la red interna del PEP (Casos 1 al 6) ........................................................ 116 Tabla 29: Límites de THD y TDD recomendados ............................................................................... 123 Tabla 30: Casos de estudio de Flujo de Carga Armónico – Caso A – Escenarios 1 y 2............................ 129 Tabla 31: Casos de estudio de Flujo de Carga Armónico – Caso B – Escenarios 3 y 4 ............................ 130 Tabla 32: Casos más desfavorables en TRX y Bancos de Compensación .............................................. 144 Tabla 33: Solicitaciones sobre los condensadores de la S/E ISIRO 115kV – Caso A.2.3.......................... 149 Tabla 34: Solicitaciones sobre los condensadores de la S/E JUDIBANA 13,8kV – Caso A.1.12................. 150 Tabla 35: Solicitaciones sobre los condensadores de la S/E JUDIBANA 13,8kV – Caso B.4.3 .................. 150 Tabla 36: Solicitaciones sobre los transformadores del PEP – Caso A.3.10 ........................................... 150 Tabla 37: Solicitaciones sobre los transformadores del PEP – Caso B.4.8 ............................................. 151 Tabla 38: Casos y eventos a ser analizados en estabilidad transitoria .................................................. 153 Tabla 39: Identificación de los casos de estabilidad transitoria ........................................................... 155 Tabla 40: Identificación de los casos (fallas): RESP con conexión ISIRO-PUNTO FIJO II........................ 156 Tabla 41: Identificación de los casos (fallas): RESP sin conexión ISIRO-PUNTO FIJO II ......................... 157 Tabla 42: Casos (desconexión de AGs): RESP con la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II ............................ 183 Tabla 43: Casos (desconexión de AGs): RESP sin la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II ............................. 183 Tabla 44: Casos (rampas de viento): RESP con la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II ................................ 195 Tabla 45: Casos (rampas de viento): RESP sin la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II ................................. 196 Tabla 46: Datos de actividad atmosférica en PEP (estudio de STA) ..................................................... 221 Tabla 47: Número de rayos que impactarán al año en un AG del PEP (estudio de STA) ......................... 223 Tabla 48: Tasas de retorno esperadas y resumen de resultados ......................................................... 237 Tabla 49: TR esperadas y resumen de resultados considerando falla de TVSS por energía .................... 238 Tabla 50: Datos y valores bases para la determinación del radio de la esfera rodante ........................... 241 Tabla 51: Tasa de salida de la línea por falla del apantallamiento ....................................................... 248 Tabla 52: Tasa de salida de la línea por descargas retroactivas .......................................................... 248 Tabla 53: Tasas de retorno esperadas y resumen de resultados ......................................................... 255 Tabla 54: Escenario Base para estudio de STM del PEP ..................................................................... 258 Tabla 55: Resultados Energización de Equipos (parte 1) .................................................................... 272 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 6/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 56: Tabla 57: Tabla 58: Tabla 59: Tabla 60: Resultados Energización de Equipos (parte 2) .................................................................... 273 Resultados del estudio de fallas y despeje de fallas ............................................................ 281 Resumen de resultados del estudio................................................................................... 283 Valores de tensión de soporte ante maniobras (*) .............................................................. 283 Valores efectivos de tensión de soporte ante maniobras...................................................... 284 Índice de figuras Figura 1: Diagrama unifilar (modelo detallado) del Parque Eólico Paraguaná (Febrero 2012) .................. 19 Figura 2: Diagrama unifilar (modelo reducido) del Parque Eólico Paraguaná (Febrero 2012) ................... 20 Figura 3: SIN y Red Eléctrica del Sistema Paraguaná (23kV y 115kV - año 2011) .................................. 21 Figura 4: Diagrama unifilar de la RESP (abril 2011) ............................................................................ 22 Figura 5: Diagrama unifilar de la RESP incluyendo el Parque Eólico Paraguaná...................................... 23 Figura 6: Fortalezas y debilidades de la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná........................................ 28 Figura 7: Esquema eléctrico simplificado del sistema.......................................................................... 28 Figura 8: Probabilidad de falla (indisponibilidad) para distintas tasas de falla y de reposición .................. 30 Figura 9: Confiabilidad aproximada de la línea ISIRO-PF2 y de la línea PEP-JUDIBANA........................... 31 Figura 10: Velocidades de viento (promedios mensuales) en la zona (Los Taques, Paraguaná) ............... 36 Figura 11: Potencias Eólicas Generadas (promedios mensuales) .......................................................... 38 Figura 12: Generación Eólica del PEP y Demandas esperadas en la RESP [1] ........................................ 43 Figura 13: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP conectada al SIN ................ 48 Figura 14: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP aislada del SIN ................... 50 Figura 15: Generación/Demanda de la RESP: Escenario 1, Mayo del 2011 ............................................ 55 Figura 16: Generación/Demanda de la RESP: Escenario 2, Noviembre del 2011 .................................... 56 Figura 17: Generación / Demanda de la RESP: Escenario 3, Febrero del 2012 ....................................... 57 Figura 18: Perfil de tensiones del sistema (todos los casos analizados)................................................. 62 Figura 19: Perfil de tensiones del sistema (todos los casos analizados, exceptuando los .7) .................... 63 Figura 20: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso A.1.2 (Mayo 2011) .......................................... 64 Figura 21: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso A.3.2 (Febrero 2012)....................................... 65 Figura 22: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso B.1.6 (Mayo 2011) .......................................... 66 Figura 23: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso B.3.6 (Febrero 2012)....................................... 67 Figura 24: Tensiones y flujos de potencia principales - casos Caso A.1.2/A.2.3/Caso B.1.6/Caso B.3.6 ..... 68 Figura 25: Perfil de tensiones del sistema para todos los casos de Mayo 2011 ...................................... 69 Figura 26: Perfil de tensiones del sistema para todos los casos de Noviembre 2011 ............................... 69 Figura 27: Perfil de tensiones del sistema para todos los casos de Febrero 2011 ................................... 70 Figura 28: Carga de las líneas – Casos A y C (C/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 ....................... 71 Figura 29: Carga de las líneas – Casos B y D (S/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 ....................... 72 Figura 30: Carga de las líneas – Casos A y C (C/C SIN) – Nov. 2011 – Escenarios 1 al 7......................... 73 Figura 31: Carga de las líneas – Casos B y D (S/C SIN) – Nov 2011 – Escenarios 1 al 7 ......................... 74 Figura 32: Carga de las líneas – Casos A y C (C/C SIN) – Feb 2012 – Escenarios 1 al 7 .......................... 75 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 7/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 33: Carga de las líneas – Casos B y D (S/C SIN) – Feb. 2012 – Escenarios 1 al 7 ......................... 76 Figura 34: Carga de transformadores – Casos A y C (C/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 ............. 77 Figura 35: Carga de transformadores – Casos B y D (S/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 ............. 78 Figura 36: Carga de transformadores – Casos A y C (C/C SIN) – Nov. 2011 – Escenarios 1 al 7 .............. 79 Figura 37: Carga de transformadores – Casos B y D (S/C SIN) – Nov. 2011 – Escenarios 1 al 7 .............. 80 Figura 38: Carga de transformadores – Casos A y C (C/C SIN) – Feb. 2012 – Escenarios 1 al 7............... 81 Figura 39: Carga de transformadores – Casos B y D (S/C SIN) – Feb. 2012 – Escenarios 1 al 7............... 82 Figura 40: Eficiencia (rendimiento) del PEP para todos los casos analizados.......................................... 83 Figura 41: Perfil de tensiones de la Red interna del PEP - Mayo 2011 (viento promedio y máximo).......... 88 Figura 42: Perfil de tensiones de la Red interna del PEP – Nov. 2011 (viento promedio y máximo) .......... 89 Figura 43: Perfil de tensiones de la Red interna del PEP - Febrero 2012 (viento promedio y máximo) ...... 90 Figura 44: Potencia aparente de cada grupo de AGs y TRX de la S/E PEP (todos los casos) .................... 91 Figura 45: Potencia activa de cada grupo de AGs y TRX de la S/E PEP (todos los casos) ........................ 92 Figura 46: Potencia reactiva de cada grupo de AGs y TRX de la S/E PEP (todos los casos) ..................... 93 Figura 47: Potencia activa y reactiva del PEP contra el tiempo ante una rampa de viento ....................... 94 Figura 48: Factor de potencia del PEP contra el tiempo ante una rampa de viento................................. 95 Figura 49: Factor de potencia contra la potencia activa del PEP........................................................... 96 Figura 50: Ejemplo de red con un elemento fuera de servicio (falla o mantenimiento) ........................... 98 Figura 51: NCC 3F en los casos 1 al 7 (RESP conectada al SIN) .......................................................... 109 Figura 52: NCC 3F en los casos 8 al 14 (RESP aislada del SIN) ........................................................... 110 Figura 53: NCC 3F MÁX y MÍN (casos 2 y 14) en los niveles de 230kV y 115kV .................................... 111 Figura 54: NCC 3F MÁX y MÍN (casos 2 y 14) en los niveles de 34,5kV y 13,8kV .................................. 112 Figura 55: NCC 3F MÁX y MÍNen las barras de 34,5kV de la red interna del PEP................................... 119 Figura 56: NCC 3F MÁX y MÍN en 115kV y 34,5kV de la S/E PEP durante las fases de entrada del PEP ... 120 Figura 57: Espectro de contaminación armónica de la carga contaminante Tipo - 1 .............................. 126 Figura 58: Espectro de contaminación armónica de la carga contaminante Tipo – 2.............................. 126 Figura 59: Casos de FCA analizados ................................................................................................ 129 Figura 60: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga Tipo 1 ................................................ 132 Figura 61: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga Tipo 1 (por niveles de tensión) .............. 133 Figura 62: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga Tipo 2 ................................................ 134 Figura 63: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga Tipo 2 (por niveles de tensión) .............. 135 Figura 64: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga Tipo 1................ 136 Figura 65: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga Tipo 2................ 137 Figura 66: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga Tipo 1 ................................................ 138 Figura 67: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga Tipo 2 ................................................ 139 Figura 68: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga Tipo 1 (por niveles de tensión) .............. 140 Figura 69: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga Tipo 2 (por niveles de tensión) .............. 140 Figura 70: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga Tipo 1 ................ 141 Figura 71: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga Tipo 2 ................ 142 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 8/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 72: THDi – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga no-lineal Tipo 1 .................................... 145 Figura 73: TDD – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga no-lineal Tipo 1 ..................................... 145 Figura 74: THDi – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga no-lineal Tipo 2 .................................... 146 Figura 75: TDD – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga no-lineal Tipo 2 ..................................... 146 Figura 76: THDi – Casos S/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga no-lineal Tipo 1 .................................... 147 Figura 77: TDD – Casos S/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga no-lineal Tipo 1 ..................................... 147 Figura 78: THDi – Casos S/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga no-lineal Tipo 1 .................................... 148 Figura 79: TDD – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga no-lineal Tipo 2 ..................................... 148 Figura 80: Impedancia en función de la frecuencia vista dede la S/E PF1 ............................................ 149 Figura 81: máx. de las máquinas en la oscilación post-falla (Tfalla=100ms) ........................................ 159 Figura 82: Tiempo de estabilización de la oscilación post-falla de de las máq. (Tfalla=100ms) ............ 160 Figura 83: fmáx. post-falla de los casos C/C ISIRO (Tfalla=100ms) .................................................... 161 Figura 84: fmáx. post-falla de los casos S/C ISIRO ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) .................................... 162 Figura 85: fmín. post-falla de los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ................................................. 163 Figura 86: fmín. post-falla de los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ................................................. 164 Figura 87: fmáx. post-falla de los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms)................................................. 165 Figura 88: fmáx. post-falla de los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms)................................................. 166 Figura 89: Tiempo de estabilización de f en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ........................... 167 Figura 90: Tiempo de estabilización de f en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ........................... 168 Figura 91: Vmáx. post-falla en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ............................................. 170 Figura 92: Vmáx. post-falla en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ............................................. 171 Figura 93: Vmín. post-falla en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ................................................ 172 Figura 94: Vmín. post-falla en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ................................................ 173 Figura 95: Vmáx.. post-falla post-falla en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ................................. 174 Figura 96: Vmáx.. post-falla en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) ............................................... 175 Figura 97: Tiempo de estabilización de las tensiones en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) .......... 176 Figura 98: Tiempo de estabilización de las tensiones en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) .......... 177 Figura 99: Tiempos críticos bajo el criterio de pérdida del PEP (Tcrítico = Tfalla).................................. 179 Figura 100: Tiempos críticos bajo el criterio de estabilidad de ángulos (Tcrítico = Tfalla) ...................... 180 Figura 101: Tiempos críticos bajo el criterio de estabilidad de tensiones (Tcrítico = Tfalla) .................... 181 Figura 102: fmáx. post-evento en todos los casos de desconexión del PEP........................................... 185 Figura 103: fmín.. post-evento en todos los casos de desconexión del PEP ............................................ 186 Figura 104: fmáx. post-evento en todos los casos de desconexión del PEP............................................. 187 Figura 105: Tiempos de estabilización de la frecuencia en todos los casos de desconexión del PEP ........ 188 Figura 106: Figura 107: Figura 108: Figura 109: Figura 110: Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP ................... 190 Vmín. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP ...................... 191 Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP ..................... 192 Tiempo de estabilización de V en todos los casos de desconexión del PEP .......................... 193 máx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento ........................ 197 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 9/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 111: Tiempo de estabilización de Figura 112: Figura 113: Figura 114: Figura 115: de las máquinas todos los casos de rampas de viento ........... 198 fmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento......................... 199 fmín. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento ........................... 200 fmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento........................... 201 Tiempo de estabilización de f todos los casos de rampas de viento.................................... 202 Figura 116: Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento ........................ 203 Figura 117: Vmín. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento .......................... 204 Figura 118: Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP ..................... 205 Figura 119: Tiempo de estabilización de V en todos los casos de rampas de viento .............................. 206 Figura 120: Velocidad de los AGs en todos los casos de rampas de viento ........................................... 207 Figura 121: Tipos de impactos de rayos a ser estudiados (estudio de STA) .......................................... 211 Figura 122: Esquema básico de la S/E PEP y del parque eólico (estudio de STA) .................................. 213 Figura 123: Esquema general de los circuitos de los AG (estudio de STA) ............................................ 214 Figura 124: Representación de los equipos y disposición en cada AG (estudio de STA) ......................... 215 Figura 125: Características de los descargadores simulados (estudio de STA) ...................................... 217 Figura 126: Modelación de la red de continuidad de tierras de c/circuito de AG y de la S/E PEP ............. 218 Figura 127: Esquema de continuidad eléctrica de tierras en todo el PEP (estudio de STA) ..................... 218 Figura 128: Modelo de un AG y su interconexión en potencia y tierras (estudio de STA)........................ 219 Figura 129: Modelación de la S/E PEP para el estudio de STA ............................................................ 220 Figura 130: Actividad Atmosférica en Venezuela (estudio de STA) ...................................................... 221 Figura 131: Área de colección de rayos de un aerogenerador (estudio de STA) .................................... 222 Figura 132: Escenarios de estudio de STA-AG .................................................................................. 226 Figura 133: Voltajes en borne de los AG en la S/E PEP ...................................................................... 227 Figura 134: Voltajes en el lado de BT del TRX de los AG 10 y 9, para varios valores de Irayo................... 227 Figura 135: Voltajes en el lado de AT del TRX de los AG 10 y 9, para varios valores de Irayo .................. 228 Figura 136: Voltajes de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo ................................. 228 Figura 137: Energía en los TVSS ante varias magnitudes de Irayo ........................................................ 229 Figura 138: Voltajes en borne de los AG en la S/E PEP ...................................................................... 230 Figura 139: Voltajes en el lado de BT del TRX de los AG 4 y 5, para varios valores de Irayo .................... 231 Figura 140: Voltajes en el lado de AT del TRX de los AG 4 y 5, para varios valores de Irayo .................... 231 Figura 141: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (PAT impacto en AG5) .......... 232 Figura 142: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (GEN impacto en AG1) .......... 233 Figura 143: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (BT TRX impacto en AG1)...... 233 Figura 144: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (AT-TRX impacto en AG1) ..... 234 Figura 145: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (PAT impacto en AG1) .......... 234 Figura 146: Tensión en bornes del generador de AG1 (p/corriente de 238kA) ...................................... 235 Figura 147: Tensión y corriente en el TVSS asociado a la fase C del generador del AG1 ........................ 236 Figura 148: Tensión en bornes fase A de generador del AG2 ............................................................. 236 Figura 149: Área de apantallamiento de la Subestación PEP, zonas externas (cortes a y b) ................... 241 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 10/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 150: Figura 151: Figura 152: Figura 153: Figura 154: Figura 155: Figura 156: Figura 157: Figura 158: Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura 159: 160: 161: 162: 163: 164: 165: 166: 167: 168: 169: 170: 171: 172: 173: 174: 175: 176: 177: Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura 178: 179: 180: 181: 182: 183: 184: 185: 186: 187: 188: Área de apantallamiento de la Subestación PEP, zonas externas (cortes a y b) ................... 242 Área de apantallamiento de la Subestación PEP, zonas externas (cortes a y b) ................... 243 Modelo electro-geométrico para la determinación de las fallas por apantallamiento ............. 245 Simulación trifásica para la determinación de fallas por descargas retroactivas ................... 246 Estructura típica de una línea de 115kV .......................................................................... 247 Esquema del modelo utilizado Línea-S/E para verificación de coordinación del aislamiento ... 252 Voltajes resultantes en la S/E producto de una falla del apantallamiento ............................ 253 Voltaje en diferentes nodos de la S/E ............................................................................. 255 Barras de la S/E PEP (estudio de STM) ........................................................................... 259 Tensión en pu extremo S/E PEP: caso EN1 .................................................................... 262 Tensión en pu extremo S/E PEP: 115 kV caso EN2.......................................................... 262 Tensión en pu extremo S/E PEP: 115 kV caso EN2 (primeros ciclos) ................................. 263 Tensión en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 (ultimos ciclos) ................................... 263 Corriente en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 ........................................................ 264 Corriente en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 (primeros ciclos) ............................... 264 Corriente en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 (últimos ciclos).................................. 265 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN3 ...................................................... 265 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN4 ..................................................... 266 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN5 ...................................................... 266 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN6 ...................................................... 267 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN7 ...................................................... 267 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN8 ...................................................... 268 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN9 ...................................................... 268 Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN10 .................................................... 269 Tensión en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN11.................................................... 269 Corriente en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN11.................................................. 270 Tensión en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN12.................................................... 270 Corriente en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN12.................................................. 271 Corriente en pu en barra del Aerogenerador. Caso EN10 ................................................. 274 Corriente en pu en barra del Aerogenerador. Caso EN10 (detalle primeros ciclos) .............. 275 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF1 ............................................................ 277 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF2 ............................................................ 277 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF3 ............................................................ 278 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF4 ............................................................ 278 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF5 ............................................................ 279 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF6 ............................................................ 279 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF7 ............................................................ 280 Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF8. ........................................................... 280 Tensión en pu en pto de falla (barra) lado de alta tensión, Caso AF4 ............................... 282 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 11/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Glosario, abreviaturas y siglas AG Aerogeneradores AT BIL Alta Tensión Basic (impulse) Insulation Level (Nivel de aislamiento básico) BT Baja Tensión CC C/C Cortocircuito Con conexión S/C Sin conexión CFO CORPOELEC Critical Flashover Corporación Eléctrica Nacional ERP Estudios de Régimen Permanente ERT ETEM Estudios de Régimen Transitorio Estudios de Transitorios Electromagnéticos EREDA Energías Renovables y Desarrollos Alternativos FUNINDES G/D/SE Fundación de Investigación y Desarrollo de la USB Generación, Demanda y Sistema Eléctrico MT Media Tensión NCC PDVSA-CRP Nivel de cortocircuito Petróleos de Venezuela SA. Centro de Refinación Paraguaná PEP Parque Eólico Paraguaná PF1 PF2 S/E Punto Fijo I S/E Punto Fijo II PF3 PF4 S/E Punto Fijo III S/E Punto Fijo IV (Planta Josefa Camejo) RESP Red Eléctrica del Sistema Paraguaná S/E SEP Subestación eléctrica Sistemas Eléctricos de Potencia SIN Sistema (Eléctrico) Interconectado Nacional ST STA Sobretensiones Sobretensiones Atmosféricas STM Sobretensiones de Maniobra STA-AG TR Sobretensiones atmosféricas sobre los Aerogeneradores del PEP Tasa de Retorno (estudio de STA) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 12/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TRX Transformador de potencia THDv Distorsión armónica total de voltajes (Total Harmonic Voltage Distortion) THDi TDD Distorsión armónica total de corriente (Total Harmonics Current Distortion) Distorsión armónica total de la demanda STA-S/E PEP Sobretensiones atmosféricas sobre la S/E PEP SPT UGSIEP Sistema de Puesta a Tierra Unidad de Gestión de Sistemas Industriales de Electrónica de Potencia USB Universidad Simón Bolívar Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 13/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 I) INTRODUCCIÓN La Fundación de Investigación y Desarrollo de la Universidad Simón Bolívar (FUNINDES-USB http://www.funindes.usb.ve/), a través de la unidad de gestión UGSIEP (http://www.ugsiep.funindes.usb.ve/) presentan el siguiente informe técnico como resultado del “ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ”, según los alcances propuestos. I.1) ANTECEDENTES Desde septiembre del 2.005 PDVSA-CRP conjuntamente con otros asociados han venido ejecutando estudios de factibilidad para conocer el potencial eólico de Paraguaná, con el objetivo de aprovechar la energía renovable generada mediante la utilización del recurso eólico de la Península, ubicada en el Estado Falcón. El Proyecto Parque Eólico Paraguaná fue anunciado públicamente por el Presidente de la República Hugo Chávez Frías durante el acto con motivo de la colocación de la Piedra Fundacional de la Universidad Bolivariana de Venezuela, Sede Falcón, en su visita a Paraguaná el 17 de noviembre del 2006. En abril del 2007 la Comisión Mayor de Licitación del Distrito Social de PDVSA Petróleo, S.A del CRP en su reunión ordinaria, respaldó la Estrategia de Ejecución y Contratación del Proyecto Parque Eólico Paraguaná (PEP). El objetivo del proyecto es desarrollar las potencialidades industriales, agrícolas y turísticas de la Península de Paraguaná a través de la construcción de un Parque Eólico, la Siembra y Procesamiento de la Zábila y un Centro Turístico. I.2) JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO PEP Con el Proyecto Parque Eólico Paraguaná se podrá disminuir el consumo de combustibles fósiles y diversificar las fuentes de energía primaria para generar energía eléctrica en Paraguaná. Esto se hará mediante la construcción del Primer Parque Eólico en Venezuela con capacidad de 100 Megavatios de potencia. Se estima que el Parque Eólico Paraguaná pueda producir unos 479 GWH por año, que representa un ahorro de combustible para la producción de electricidad en la región, en el orden de los 815.388 de Barriles de Gasoil por año si se compara con máquinas termoeléctricas a gasoil o de 5.300 millones de pie cúbicos al año si se compara con máquinas termoeléctricas a gas. El Proyecto PEP permitirá promover la actividad turística en la región ya que contempla también, la construcción de un Centro de Atención al Visitante con la finalidad de atender a los turistas ofreciéndoles una serie de actividades relacionadas con la siembra y procesamiento de la Zábila, un Museo del Viento, un Mirador Turístico en lo alto de un aerogenerador, y también la construcción de una Posada para atender a los visitantes. En su conjunto, el Proyecto PEP, contribuirá a sentar las bases para el desarrollo endógeno local. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 14/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 II) CONTENIDO DEL INFORME TÉCNICO La Memoria de Cálculo del Proyecto y sus Anexos [1], son parte integrante de este informe técnico. La Memoria de Cálculo del Proyecto: ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ [1] contiene la siguiente información: 1. Los antecedentes, la justificación y la descripción del proyecto. 2. Una introducción teórica sobre la energía eólica y su integración a las redes eléctricas. 3. Una descripción de los estudios de red planteados. 4. El contexto y criterios usados en los estudios realizados en el marco del proyecto. 5. Una descripción detallada de los datos y la información usada en los estudios. 6. La descripción de los modelos de la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná así como del Parque Eólico Paraguaná desarrollados para la realización de los estudios. En este Informe Técnico y sus Anexos se presenta una descripción de los casos y escenarios de estudios planteados así como los resultados de los mismos: 1. Descripción del sistema y premisas de cálculo utilizadas. 2. Descripción general de los casos y escenarios de estudio. 3. Estimación de la producción eólica del PEP. 4. Estudio de Penetración Eólica en la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná (RESP). 5. Resultados de los estudios de Régimen Permanente (ERP). a. Estudios de Flujo de Carga (FC). b. Análisis de Contingencias (AC). c. Estudios de Corto Circuito (CC). d. Estudios de Flujo de Carga Armónico (FCA). 6. Resultados de los estudios de Régimen Transitorio (ERT). a. Estabilidad Transitoria (ET) ante fallas en el sistema. b. Estabilidad Transitoria (ET) ante la desconexión de AG y del PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 15/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 c. Estabilidad Transitoria (ET) ante rampas de viento. 7. Resultados de los estudios de Transitorios Electromagnéticos (TEM). a. Estudios de sobretensiones atmosféricas. b. Estudios de sobretensiones de maniobra. 8. Conclusiones y recomendaciones. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 16/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 III) DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Y PREMISAS DE CÁLCULO En este apartado se hace una descripción detallada del sistema y las principales premisas de cálculo. También se ha descrito el sistema y las premisas de cálculo en el documento Memoria de Cálculo del Proyecto: ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ [1]. III.1) PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ (PEP) En la Figura 1 se muestra el diagrama unifilar del PEP. Se han desarrollado dos modelos del PEP a ser usados en el programa DigSILENT Power Factory: Un modelo detallado del PEP (Figura 1) que incluye la S/E eléctrica con los cuatro (4) transformadores de potencia (115/34.5kV) los 76 AG, compensadores y alimentadores. En este modelo, usado para los estudios de régimen permanente se representan los Aerogeneradores MADE AE-61 mediante el modelo equivalente detallado del generador eléctrico. Los servicios auxiliares de la S/E se modelaron mediante una carga equivalente. Un modelo reducido del PEP (Figura 2) que incluye la S/E eléctrica con los cuatro (4) transformadores de potencia (115/34.5kV) y ocho grupos de AG (con la representación de los 76 AG) conectados mediante un solo alimentador a la barra de 34.5kV de la S/E, así como los compensadores respectivos. En este modelo, usado para los estudios de régimen transitorio se representan los Aerogeneradores mediante un modelo detallado de la turbina eólica, control por entrada en pérdida (con la curva Cp vs. del AG MADE AE-61) y el modelo equivalente detallado del generador eléctrico. Los servicios auxiliares de la S/E se modelaron mediante una carga equivalente. Tal como se ha descrito en [1] las fechas a considerar para plantear los casos y escenarios de estudio son las siguientes: 1. La S/E del PEP entrará en operación en mayo del 2011. 2. El plan para la instalación de los 76 Aerogeneradores (AG) es el siguiente: Los primeros 24 AG en el mes de septiembre 2010 Los siguientes 18 AG en el mes de noviembre 2010 Los siguientes 12 AG en el mes de noviembre 2011 Los últimos 22 AG en el mes de febrero 2012 3. El caso base de estudio es el de Mayo del 2011 con la incorporación de la S/E PEP a la RESP con 42 AG. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 17/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 4. En Noviembre del 2011 se incorporarán 12 adicionales, totalizando 54 AG. 5. En Febrero del 2012 se incorporarán los últimos 22, para completar los 76 AG previstos en el PEP. 6. EL año horizonte es el de Febrero del 2012 con la incorporación de los últimos AG del PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 18/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 1: Diagrama unifilar (modelo detallado) del Parque Eólico Paraguaná (Febrero 2012) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 19/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 2: Diagrama unifilar (modelo reducido) del Parque Eólico Paraguaná (Febrero 2012) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 20/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 III.2) III.2.A) RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ (RESP) Descripción del sistema Tal como se ha descrito en la Memoria de Cálculo [1], para modelar la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná (RESP): se considera la RESP hasta ISIRO 230kV incluyendo la conexión entre la S/E PLANTA CENTRO-ISIRO en 230kV. Como se puede ver en la siguiente figura, se considera la RESP (a partir de mayo del 2011), con un anillo en 115kV conformado por líneas doble terna que conectan las S/Es PF2, Judibana, PF3, PF4 (planta Josefa Camejo) y PF1. La RESP se conecta al SIN a través de dos líneas en 115kV PF2-ISIRO. Figura 3: SIN y Red Eléctrica del Sistema Paraguaná (23kV y 115kV - año 2011) Como se muestra en los diagramas unifilares (Figura 4 Y Figura 5), para realizar los estudios se simulan las S/E’s de 115/34,5kV (hasta las barras de 34,5kV) y hasta las barras de 13.8kV donde existen S/E’s de 115/13,8kV. En la Figura 4 se muestra el diagrama unifilar de la RESP (mayo 2011) y en la Figura 5 se muestra el diagrama unifilar incluyendo el PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 21/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 4: Diagrama unifilar de la RESP (abril 2011) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 22/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 5: Diagrama unifilar de la RESP incluyendo el Parque Eólico Paraguaná Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 23/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Las subestaciones principales son las siguientes: Tabla 1: S/E’s principales y asociadas a la RESP SISTEMA SUBESTACIONES VINCULADAS A LA RESP S/E's CONSIDERADAS Tipo de S/E PUNTO FIJO I (Generación distribuida) Subestación de carga y generación PUNTO FIJO II (Generación distribuida) Subestación de carga y generación PUNTO FIJO III (Planta Josefa Camejo) Subestación de generación PUNTO FIJO IV Subestación nueva LOS TAQUES Subestación de carga JUDIBANA Subestación de carga PUEBLO NUEVO Subestación de carga CORO I Subestación de carga CORO II Subestación de carga URUMACO Subestación de carga SUBESTACIONES ASOCIADAS A ISIRO III.2.B) Definición de las barras y de las ramas (nexos) de la RESP A los efectos de las simulaciones, la RESP (sin incluir la red interna del PEP) consiste de 33 Barras y 49 Ramas o Nexos (líneas, transformadores y compensadores). La definición de las barras de la red así como de las ramas (nexos) se muestran a continuación en la Tabla 2 y Tabla 3 respectivamente. Tabla 2: Definición de las barras de la RESP No. de la Barra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tensión INFORMACIÓN DE BARRAS DE LA RESP Cantidad Descripción de Barras 230 kV 2 115kV 10 Planta Centro 230 kV El Isiro 230 kV El Isiro 115kV Punto Fijo II 115kV Judibana 115kV Punto Fijo III 115kV Punto Fijo IV 115kV Punto Fijo I 115kV IPP (GENEVAPCA) 115kV Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB Nombre de la Barra Tipo de Barra PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x Generación Sistema Sistema Sistema Sistema Sistema Sistema Sistema Sistema 24/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 INFORMACIÓN DE BARRAS DE LA RESP No. de la Barra 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Tensión Cantidad de Barras 34,5 kV 4 13,8 kV 17 Descripción Nombre de la Barra Tipo de Barra Parque Eólico Paraguaná 115kV Los Taques 115kV Pueblo Nuevo 115kV Punto Fijo I 34,5 kV Punto Fijo II 34,5 kV Parque Eólico Paraguaná 34,5 kV - A Parque Eólico Paraguaná 34,5 kV - B Punto Fijo II 13,8 kV Judibana 13,8 kV - A Judibana 13,8 kV -B Josefa Camejo 13,8 kV - A Josefa Camejo 13,8 kV - B Josefa Camejo 13,8 kV - C Punto Fijo IV 13,8 kV - A Punto Fijo IV 13,8 kV - B Punto Fijo I 13,8 kV - A Punto Fijo I 13,8 kV - B Punto Fijo I 13,8 kV - C Punto Fijo I 13,8 kV - D Punto Fijo I 13,8 V - E Los Taques 13,8 kV Pueblo Nuevo 13,8 kV - A Pueblo Nuevo 13,8 kV - B IPP (GENEVAPCA) 13,8 kV PEP-115x LTQ-115x PNU-115x PF1-345x PF2-345x PEP-345a PEP-345b PF2-138x JUD-138a JUD-138b JCA-138a JCA-138b JCA-138c PF4-138a PF4-138b PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF1-138d PF1-138e LTQ-138x PNU-138a PNU-138b IPP-138x Sistema Sistema Sistema Carga Carga Generación Generación Carga Carga Carga Generación Generación Generación Carga Carga Generación Carga Carga Carga Carga Carga Carga Carga Generación Tabla 3: Definición de las ramas (nexos) de la RESP NEXOS DE LA RESP No. Barra 1 Barra 2 1 2 3 4 5 6 PLC-230x PLC-230x ISI-115x ISI-115x PF2-115x PF2-115x ISI-230x ISI-230x PF2-115x PF2-115x JUD-115x JUD-115x Tensión en kV 230 230 115 115 115 115 230 230 115 115 115 115 CAPACIDAD NOMINAL EN MVA Tipo Línea Línea Línea Línea Línea Línea Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB L1 L2 L1 L2 L1 L2 361,72 361,72 116,32 116,32 112,14 112,14 25/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 NEXOS DE LA RESP No. Barra 1 Barra 2 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 PF2-115x PF2-115x JUD-115x JUD-115x JUD-115x JUD-115x JUD-115x PEP-115x PF3-115x PF3-115x PF4-115x PF4-115x PF1-115x PF1-115x ISI-230x ISI-230x ISI-230x PF3-115x PF3-115x PF3-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x PF1-115x IPP-115x PF2-115x PF2-115x JUD-115x JUD-115x PNU-115x PNU-115x LTQ-115x PF4-115x PF4-115x PF1-115x PF1-115x PF1-115x PF3-115x PF3-115x PEP-115x PNU-115x PNU-115x LTQ-115x PF4-115x PF4-115x PF1-115x PF1-115x IPP-115x IPP-115x ISI-115x ISI-115x ISI-115x JCA-138a JCA-138b JCA-138c PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x PF1-138a IPP-138x PF2-345x PF2-138x JUD-138a JUD-138b PNU-138a PNU-138b LTQ-138x PF4-138a PF4-138b PF1-138b Tensión en kV 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 230 230 230 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 13,8 13,8 13,8 34,5 34,5 34,5 34,5 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 CAPACIDAD NOMINAL EN MVA Tipo Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Línea Transformador / Sistema Transformador / Sistema Transformador / Sistema Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Generación Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB L1 L2 L1 L2 L1 L1 L2 L1 L1 L2 L1 L2 L1 L2 TRs1 TRs2 TRs3 TRg1 TRg2 TRg3 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 TRg1 TRg1 TRc1 TRc1 TRc1 TRc2 TRc1 TRc2 TRc1 TRc1 TRc2 TRc1 89,83 89,83 180,86 180,86 89,83 111,34 111,34 89,83 180,86 180,86 180,86 180,86 89,83 89,83 100,00 100,00 100,00 230,00 230,00 230,00 30,00 30,00 30,00 30,00 100,00 100,00 75,00 20,00 30,00 30,00 36,00 36,00 20,00 36,00 36,00 36,00 26/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 NEXOS DE LA RESP No. Barra 1 Barra 2 43 44 45 46 47 48 49 PF1-115x PF1-115x PF1-115x PF1-115x ISI-115x JUD-138b PF1-138f PF1-138c PF1-138d PF1-138e PF1-345x - III.2.C) Tensión en kV 115 115 115 115 115 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 34,5 - CAPACIDAD NOMINAL EN MVA Tipo Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Transformador / Carga Compensación Compensación Compensación TRc2 TRc3 TRc4 TRc1 C1 C1 C1 36,00 36,00 36,00 36,00 48,00 12,00 12,00 Fortalezas y debilidades del sistema Un primer análisis de la red eléctrica a la que se conectará el PEP indica: Un punto débil del sistema es su interconexión con el SIN (Figura 6, ISIRO-PF2). Actualmente existe una sola línea en 115kV que, según información recibida de CADAFE/CORPOELEC tiene un alto índice de fallas. En mayo del 2011, fecha prevista de entrada de los primeros AGs del PEP, estará en operación la segunda línea ISIRO-PF2, con lo que se espera reducir sustancialmente el índice de fallas y por ende la operación aislada de la RESP. El PEP se conectará a través de la línea en 115kV S/E PEP-JUDIBANA (actualmente línea JUDIBANA-LOS TAQUES). El parque, de 100,32MW nominales tendrá por lo tanto una confiabilidad que depende fundamentalmente de la disponibilidad de dicha línea (Figura 6). La RESP es una red relativamente fuerte si se considera el NCC en Planta Centro, del orden de los 7800MVA. En operación aislada del SIN la fortaleza de la red depende fundamentalmente de la planta Josefa Camejo y del número de generadores en operación. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 27/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 6: Fortalezas y debilidades de la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná La red de la Figura 6 se puede considerar mediante el esquema eléctrico simplificado de la Figura 7 donde se resalta el anillo en 115kV con dos zonas de generación-carga: las S/Es JUDIBANA, PF3 y PF4 y la S/E PF1. Dos zonas de generación: la planta IPP-GENEVAPCA y el Parque Eólico Paraguaná. También se indica en el esquema la S/E de carga PF2, que conecta la RESP al SIN. Figura 7: Esquema eléctrico simplificado del sistema Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 28/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Una estimación de la disponibilidad (o indisponibilidad) de la conexión ISIRO-PF2 y por lo tanto de la probabilidad de que la RESP opere de forma aislada del SIN se muestra en la Tabla 4 y Figura 8, para distintas tasa de falla (n) y de reposición (r). Para realizar los cálculos se han utilizado las siguientes ecuaciones (Ecuación 1 y Ecuación 2): n r 8760 n 8760 r u r d 1 u número de interrupciones x año (promedio) tasa de reposición (promedio de horas interrupción) número de horas en el año Ecuación 1 tasa de falla del elemento indisponibilidad (probabilidad de falla) disponibilidad Elementos en paralelo p up 1 2 Si 1 1 2 r1 r2 2 r1r2 r1 r2 ( r1 r2 ) , rp y r1 r1r2 r1 r2 r2 r 1 1 up r 2 2 u1u2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB Ecuación 2 u1u2 u2 29/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 DATOS (ESTADÍSTICOS) Tabla 4: Confiabilidad (una línea y dos líneas) para distintas tasas de falla y de reposición CÁLCULOS PARA UNA LÍNEA SIMPLE CÁLCULOS PARA DOS LÍNEAS EN PARALELO No. de Tiempo medio de Tasa de falla del Probab. de falla (una interrupciones desconexión elemento simple) n int. año n 8760 r r horas int. 4,000 6,000 8,000 4,000 10,000 12,000 6,000 14,000 u 99,4513% 99,1770% 98,9026% 98,9011% 98,6283% 98,3539% 98,3516% 98,0796% h año up u2 Disp. d 0,0030% 0,0068% 0,0120% 0,0121% 0,0188% 0,0271% 0,0272% 0,0369% 48,07 72,10 96,13 96,26 120,16 144,20 144,40 168,23 Probababilidad de falla (indisponibilidad %) 1 up Indisp. h año u p 8760 99,9970% 99,9932% 99,9880% 99,9879% 99,9812% 99,9729% 99,9728% 99,9631% 0,26 0,59 1,05 1,06 1,65 2,37 2,38 3,23 Indisponibilidad en horas año 2,00% 180 160 Indisponibilidad (horas / año) Probabilidad de falla (indisponibilidad %) Probab. de falla (dos líneas) Indisp. d 1 u u 8760 r 0,5487% 0,8230% 1,0974% 1,0989% 1,3717% 1,6461% 1,6484% 1,9204% 4,5725E-04 6,8587E-04 9,1449E-04 4,5788E-04 1,1431E-03 1,3717E-03 6,8681E-04 1,6004E-03 12,00 12,00 12,00 24,00 12,00 12,00 24,00 12,00 Disp. 1,50% 1,00% 0,50% 0,00% 12,00 4,000 140 120 100 80 60 40 20 0 12,00 12,00 24,00 12,00 12,00 24,00 12,00 12,00 12,00 12,00 24,00 12,00 12,00 24,00 12,00 6,000 8,000 4,000 10,000 12,000 6,000 14,000 4,000 6,000 8,000 4,000 10,000 12,000 6,000 14,000 Número de fallas al año (n) y tasa de reposición en horas (r) Número de fallas al año (n) y tasa de reposición en horas (r) Figura 8: Probabilidad de falla (indisponibilidad) para distintas tasas de falla y de reposición Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 30/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Es evidente la disminución de la probabilidad de falla e indisponibilidad (horas esperadas del sistema fuera de servicio al año) cuando se dispone de dos líneas en paralelo, como se puede ver en la Tabla 4 y Figura 8. Usando la Ecuación 1 y Ecuación 2: considerando 10 fallas por año y una tasa de reposición de 12 horas, la indisponibilidad estimada con una línea simple resulta ser de 120 horas/año (probabilidad de falla de 1,37%) y de 1,65 horas/año con dos líneas en paralelo (probabilidad de falla de 0,02%) (Figura 9). La indisponibilidad estimada línea PEP-JUDIBANA (y por lo tanto del PEP) resulta, igualmente, de 120 horas/año, considerando la misma tasa de fallas y de reposición. Sin embargo al ser esta línea corta, se esperaría un número de fallas bastante menor al considerado (10). Figura 9: Confiabilidad aproximada de la línea ISIRO-PF2 y de la línea PEP-JUDIBANA III.3) PREMISAS DE CÁLCULO Parte de estas premisas han sido descritas Memoria de Cálculo del Proyecto [1]. En este apartado se enumeran dichas premisas y se incluyen otras, acordadas durante el desarrollo de los estudios. 1. El enfoque general de los estudios planteados consiste en verificar que los distintos modos de operación del PEP no afecten a la RESP. No es un objetivo de los estudios plantear Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 31/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 soluciones para los problemas intrínsecos de la propia red eléctrica del sistema Paraguaná, no asociados a la instalación del PEP ni a sus modos normales de funcionamiento. En este sentido únicamente se pondrán en evidencia y se resaltarán las debilidades que pueda tener la RESP. 2. Para el caso base de estudio (mayo de 2011): estarán operativas dos líneas de 115kV entre EL ISIRO y PUNTO FIJO II. Por cada línea se exportarán al Sistema Interconectado Nacional (SIN) entre 40MW y 50MW (desde PUNTO FIJO II hacia EL ISIRO). El máximo a considerar por cada línea será de 86MW. Las protecciones de estas líneas actúan cuando la potencia transmitida alcanza los 100MW por c/u. El flujo de potencia puede invertirse en el caso de que la planta Josefa Camejo salga de funcionamiento. 3. Se considerará que el anillo en 115kV de la RESP está totalmente operativo. El sistema es el que se muestra Figura 4, Figura 5 y Figura 6. 4. Se considera que el operador del sistema mantiene las tensiones en la S/E PLANTA CENTRO entre 235kV y 2,37kV (1,02pu - 1.03 pu). 5. La única carga importante a ser incorporada a la RESP (aproximadamente a partir del año 2015) es el Complejo Petroquímico, del que no se tiene mayor información actualmente. En todo caso, el complejo petroquímico entrará posteriormente al año horizonte considerado para el PEP (Febrero 2012) y será operado de forma aislada de la red de Paraguaná. 6. En cuanto a la Demanda y Estimación de la Demanda desagregada por S/E’s de la RESP: FUNDELEC y su grupo de trabajo de Demanda del Sistema Eléctrico Nacional que trabaja conjuntamente con Planificación de CADAFE/CORPOELEC ha hecho un pronóstico de la demanda para los próximos años. Se usará la información suministrada por este grupo trabajo al que se le ha suministrado toda la información recopilada y quienes han incorporado información adicional sobre la RESP. En [1] se muestran los resultados de este trabajo. 7. La Planta Josefa Camejo tiene actualmente 3 máquinas de 170MW nominales, sin embargo el límite operativo considerado es de 150MW por máquina. Normalmente están en servicio dos máquinas (2x150=300MW). Actualmente la Planta Josefa Camejo no tiene regulación automática. La capacidad de regulación (actualmente manual) de cada una de las máquinas es de ±20MW. Es decir, con dos máquinas en servicio se dispone de una capacidad de regulación de potencia del orden de ±40MW. 8. La experiencia operativa de CORPOELEC/CADAFE indican que los casos donde la planta JOSEFA CAMEJO opera con un solo generador (tanto cuando la RESP está conectada como aislada del SIN) son casos críticos de funcionamiento. El sistema eléctrico en dicha condición de funcionamiento es débil. Esto indica una debilidad estructural del sistema. La experiencia indica que se debe operar al menos con dos (2) máquinas en JOSEFA CAMEJO o, en su defecto, con una máquina del IPP (GENEVAPCA) conectada a la red, con la Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 32/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 finalidad de darle estabilidad y fortaleza a la RESP. Por lo tanto: la operación con una sola máquina en JOSEFA CAMEJO será considerada como una condición de CONTINGENCIA. 9. La única planificación de expansión de generación (de corto plazo) existente es la ampliación de la planta Josefa Camejo, de la que no se tiene fecha tentativa hasta el momento. En todo caso esta ampliación se llevará adelante después que el PEP esté en operación. 10. Se considera que la barra SLACK del sistema es la S/E Planta Centro. En el caso de operación aislada del SIN, la barra SLACK es la S/E Punto Fijo III (Planta Josefa Camejo). 11. La generación operativa de PLANTA PUNTO FIJO I son 5 máquinas de 20MW (100MW) nominales a saber TG7, TG9, TG10, TG12 y TG13 que operan normalmente en 18MW (5 x 18 = 90MW). Usualmente se considera que la generación disponible de la planta es de 80MW con 5 unidades en barra. 12. La generación instalada en IPP (GENEVAPCA) es de 315 MW, está normalmente aislada del sistema eléctrico de Paraguaná, sin embargo se analizará un caso con una de las máquinas de 100MW conectada a la RESP. 13. La Planta Josefa Camejo no dispone actualmente de un sistema de control automatizado adecuado para la operación aislada del Sistema Interconectado Nacional. Esta situación puede ser muy delicada ante la entrada en operación el PEP. Dada la variabilidad del viento y las fluctuaciones de la potencia que entregará el PEP, se requiere que el sistema eléctrico asociado tenga una buena regulación voltaje-frecuencia, que no existe actualmente, al menos en los períodos de operación aislada (condición que parece ser frecuente). Es fundamental que el sistema de regulación y control previsto para la Planta Josefa Camejo esté operativo antes de la entrada del PEP. En los estudios se considerará que dicha planta dispone de la regulación de frecuencia-voltaje necesaria durante la operación aislada del SIN. Es indispensable la puesta en servicio del sistema de control automático previsto para la Planta, antes de la entrada en servicio del PEP. 14. CADAFE/CORPOELEC no dispone de información sobre los sistemas de puesta a tierra (SPT) de las subestaciones eléctricas y equipos de la red de Paraguaná. En los estudios se usaron valores típicos de resistividad e impedancias de puesta a tierra de la zona, cuando no se dispone de la información específica. 15. La información sobre la resistividad del terreno y resistencias de puesta a tierra del equipamiento de la S/E PEP fue suministrada por PDVSA-CRP en un informe titulado: MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD ESPECÍFICA EN EL TERRENO - PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ. 16. Entre las fallas más relevantes a ser analizadas, según CORPOELEC/CADAFE, están: Falla en la línea EL ISIRO- PUNTO FIJO II (115KV) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 33/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Falla en la línea JUDIBANA – PUNTO FIJO II (115KV) Falla en la línea PUNTO FIJO IV – JOSEFA CAMEJO (115KV) Falla en la línea JUDIBANA – PEP (115KV) 17. Entre los casos de estudio se analizará la RESP aislada del SIN (líneas EL ISIRO-PUNTO FIJO II abiertas). Esta situación de operación se considerará como una condición de CONTIGENCIA. 18. Para la verificar el análisis de armónicos es importante conocer la contaminación armónica en la red, especialmente en las S/Es cercanas al PEP. Esta información no está disponible actualmente. Por lo tanto se usarán valores típicos de distorsión armónica. Se incluirán cargas no lineales que produzcan distorsiones armónicas típicas, dentro y fuera de los rangos permitidos por las normas y recomendaciones de Calidad del Servicio Eléctrico nacionales e internacionales (IEEE-519). Sin embargo, se harán las validaciones necesarias en el caso de que se realice una campaña de medición, según se tiene previsto. 19. Los criterios técnicos a ser usados en los estudios están descritos en la Memoria de Cálculo del Proyecto [1]. Las premisas y criterios técnicos bajo los cuales se realizaron los estudios se establecieron de acuerdo con los lineamientos de CADAFE/CORPOELEC y de PDVSA-CRP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 34/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IV) ESTIMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EÓLICA DEL PEP A partir de los datos de viento se hace una estimación de la producción eólica del Parque Eólico Paraguaná con la finalidad de establecer los valores de generación eólica y de penetración eólica en la red eléctrica. Con relación a los datos de viento disponibles, la información consiste en un informe de la empresa Garrad Hassan and Partners Ltd., que describe los equipos de evaluación del recurso eólico en la zona, los emplazamientos estudiados y los datos de viento recopilados (valores promedios mensuales). La información sobre el viento en la zona usados como datos (disponibles) son las velocidades de viento promedios en una torre de referencia a 10 metros de altura y registros de mediciones de velocidad de viento (promedios mensuales) a 36 metros de altura. En el estudio han determinado la velocidad media de viento de cada mes a partir de la media de todos los datos válidos de ese mes durante el periodo de medición. Este valor se ha tomado como la media mensual asumiendo que los datos válidos son representativos de los datos perdidos. De este informe se ha podido extraer la información que se muestra en la Tabla 5 y Figura 11. Las velocidades de viento (promedios mensuales) a la altura de buje del AG MADE AE-61 fueron calculadas usando la siguiente expresión: h2 v v h1 v v h2 h1 55,5 v v 36 v v 55,5 36 0,13 Ecuación 3 Los aspectos resaltantes del estudio de viento son los siguientes: Los meses de mayor velocidad promedio de viento (mayores a 10 m/s) son marzo y entre los meses de mayo a agosto. Las mínimas velocidades promedio de viento (menores a 7 m/s) son los meses de septiembre a diciembre. El promedio anual (promedio de promedios) de la velocidad del viento a una altura de 55.5 metros (altura de buje del AG MADE AE-61) es de aproximadamente 9 m/s. La rosa de vientos es prácticamente unidireccional con vientos predominantes del este. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 35/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 5: Velocidades de viento (promedios mensuales) en la zona (Los Taques, Paraguaná) 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 VELOCIDADES DE VIENTO (PROMEDIOS MENSUALES) h(m) h(m) h(m) MESES DEL AÑO Ref_10 mts 36 mts 55,5 mts m/s m/s m/s Mayo 8,411 9,567 10,120 Junio 8,678 10,967 11,601 Julio 8,333 10,067 10,649 Agosto 8,300 9,500 10,050 Septiembre 6,633 7,167 7,582 Octubre 6,000 5,600 5,924 Noviembre 5,667 5,933 6,277 Diciembre 6,611 6,933 7,335 Enero 6,830 7,867 8,322 Febrero 7,720 9,233 9,768 Marzo 8,040 9,867 10,438 Abril 7,967 9,133 9,662 Promedios de promedios 7,433 8,486 8,977 Velocidades de viento (promedios mensuales) en Los Taques (Paraguaná) 12,00 11,00 Vv en m/s 10,00 9,00 8,00 Ref_10 mts 36 mts 7,00 55,5 mts 6,00 Abril Marzo Febrero Enero Diciembre Noviembre Octubre Septiembre Agosto Julio Junio Mayo 5,00 Meses del año Figura 10: Velocidades de viento (promedios mensuales) en la zona (Los Taques, Paraguaná) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 36/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Considerando uniformidad en el viento en el PEP, los valores promedios mensuales de viento de la Tabla 5 y la Curva de Potencia del AG MADE AE-61 [1], se pueden obtener los valores promedios mensuales de generación eólica en el PEP para los distintos escenarios. Se han calculado, según el plan previsto de instalación de los 76 Aerogeneradores del PEP: 1 Aerogenerador 42 Aerogeneradores (en mayo del 2011, con la entrada de la S/E PEP) 54 Aerogeneradores (en noviembre del 2011) 76 Aerogeneradores (en febrero del 2012) 76 Aerogeneradores a la potencia máxima de diseño Tabla 6: Potencias Eólicas Generadas (promedios mensuales de las vv) GENERACIÓN EÓLICA ESTIMADA Y MÁXIMA DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ MESES DEL AÑO 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Promedios de promedios 1 AG 42 AG - MAY 2011 54 AG - NOV 2011 76 AG - FEB 2012 MW MW MWmáx MW MWmáx MW MWmáx 0,778 1,068 0,886 0,763 0,303 0,142 0,168 0,262 0,424 0,705 0,843 0,683 32,663 44,856 37,213 32,056 12,706 5,963 7,057 11,007 17,802 29,622 35,393 28,703 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 55,440 41,995 57,672 47,845 41,215 16,336 7,667 9,073 14,152 22,888 38,085 45,505 36,903 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 71,280 59,104 81,169 67,337 58,006 22,991 10,790 12,770 19,917 32,213 53,601 64,044 51,938 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 100,320 0,585 24,587 55,440 31,611 71,280 44,490 100,320 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 37/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Potencias Eólicas Generadas (promedios mensuales) (a partir de las velocidades promedios de viento mensuales en la zona) 110 100 Potencia Eólica Generada (MW) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Abril Marzo Febrero Enero Diciembre Noviembre Octubre Septiembre Agosto Julio Junio Mayo 0 Meses del año 42 AG - MAY 2011 54 AG - NOV 2011 76 AG - FEB 2012 42 AG (POTENCIA MÁXIMA) 54 AG (POTENCIA MÁXIMA) 76 AG (POTENCIA MÁXIMA) Figura 11: Potencias Eólicas Generadas (promedios mensuales) Los aspectos resaltantes son los siguientes: Los promedios anuales de aporte de potencia del PEP (promedios de promedios) resulta, para las distintas fases: o Con 42 AG instalados: 24,587 MW o Con 54 AG instalados: 31,611 MW o Con 76 AG instalados: 49,490 MW Los meses de mayo a julio y de febrero a abril el aporte de potencia del PEP (con 42 AG operativos) resulta ser mayor al promedio anual (>24 MW). Los meses de mayo a agosto y de febrero a abril el aporte de potencia del PEP (con 54 AG operativos) resulta ser mayor al promedio anual (>31 MW). Los meses de mayo a agosto y de febrero a abril el aporte de potencia del PEP (con 76 AG operativos) resulta ser mayor al promedio anual (>49 MW). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 38/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Los meses de marzo, junio y julio el aporte de potencia del PEP (con 76 AG operativos) resulta ser mayor a los 60 MW. Los meses de septiembre a enero se obtienen aportes de potencia y energía menores. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 39/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 V) DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO Para plantear los casos y escenarios representativos e importantes a analizar en cada uno de los estudios planteados es necesario realizar consideraciones sobre: El sistema eléctrico y sus características (RESP y SIN). El PEP y la planificación existente para su instalación. La Demanda de la red eléctrica. Las características del viento en la zona y su distribución durante un año típico. La Penetración Eólica estimada en el sistema. El Parque Eólico Paraguaná de 100,32MW nominales debería tener un impacto menor sobre el sistema, si se considera la demanda o la generación del Sistema Interconectado Nacional. Sin embargo, la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná se puede considerar una “isla” desde el punto de vista eléctrico ya que: Actualmente, la conexión de la RESP con el SIN es débil. El intercambio de potencia (importación/exportación) está limitada por las dos líneas en 115kV entre EL ISIRO y PUNTO FIJO II. Se considera que, como máximo, el intercambio puede ser de 160 MW. La RESP puede operar desconectado del SIN y en este caso el impacto del PEP sobre la red es mucho mayor. Los casos donde la RESP está aislada del SIN son considerados de contingencia. Por lo anterior se plantean los siguientes CASOS a analizar: CASO A: La RESP conectada al Sistema Interconectado Nacional (SIN) y la planta del IPP (GENEVAPCA) desconectada de la red. CASO B: La RESP desconectada del Sistema Interconectado Nacional (SIN) y la planta del IPP (GENEVAPCA) desconectada de la red. (CONTINGENCIA) CASO C: La RESP conectada al Sistema Interconectado Nacional (SIN) y la planta del IPP (GENEVAPCA) conectada (una máquina). CASO D: La RESP desconectada del Sistema Interconectado Nacional (SIN) y la planta del IPP (GENEVAPCA) conectada a la red (una máquina). (CONTINGENCIA) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 40/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Los escenarios a considerar son los siguientes: La RESP en condición de demanda máxima, medio y mínima El PEP con 42 Aerogeneradores (a partir de mayo del 2011), en condición de generación media y máxima. El PEP con 54 Aerogeneradores (a partir de noviembre del 2011), en condición de generación media y máxima. El PEP con 76 Aerogeneradores (a partir de febrero del 2012), en condición de generación media y máxima. La Planta Josefa Camejo con dos (2) y con un (1) generador en operación. Bajo las consideraciones anteriores la tabla de escenarios se muestra a continuación: Tabla 7: Escenarios a ser considerados ESCENARIO FECHA ESCENARIO 1.1 ESCENARIO 1.2 ESCENARIO 1.3 ESCENARIO 1.4 ESCENARIO 1.5 ESCENARIO 1.6 ESCENARIO 1.7 ESCENARIO 2.1 ESCENARIO 2.2 ESCENARIO 2.3 ESCENARIO 2.4 ESCENARIO 2.5 ESCENARIO 2.6 ESCENARIO 2.7 ESCENARIO 3.1 ESCENARIO 3.2 ESCENARIO 3.3 ESCENARIO 3.4 ESCENARIO 3.5 ESCENARIO 3.6 ESCENARIO 3.7 may-11 may-11 may-11 may-11 may-11 may-11 may-11 nov-11 nov-11 nov-11 nov-11 nov-11 nov-11 nov-11 feb-12 feb-12 feb-12 feb-12 feb-12 feb-12 feb-12 DEMANDA DE LA RESP CONDICIÓN máxima media mínima mínima mínima máxima máxima máxima media mínima mínima mínima máxima máxima máxima media mínima mínima mínima máxima máxima MW (FP = 0,9) 368,03 306,57 269,89 269,89 269,89 368,03 368,03 375,97 313,18 275,71 275,71 275,71 375,97 375,97 355,90 296,46 260,99 260,99 267,41 355,90 355,90 JOSEFA CAMEJO CONDICIÓN MW 2 GEN 260 2 GEN 260 2 GEN 260 2 GEN 260 1 GEN 150 2 GEN 260 1 GEN 150 2 GEN 260 2 GEN 260 2 GEN 260 2 GEN 260 1 GEN 150 2 GEN 260 1 GEN 150 2 GEN 260 2 GEN 260 2 GEN 260 2 GEN 260 1 GEN 150 2 GEN 260 1 GEN 150 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB GENERACIÓN PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ CONDICIÓN MW 42 AG - Gen media 32,66 42 AG - Gen media 32,66 42 AG - Gen media 32,66 42 AG - Gen máxima 55,44 42 AG - Gen máxima 55,44 42 AG - Gen máxima 55,44 42 AG - Gen máxima 55,44 54 AG - Gen media 9,07 54 AG - Gen media 9,07 54 AG - Gen media 9,07 54 AG - Gen máxima 71,28 54 AG - Gen máxima 71,28 54 AG - Gen máxima 71,28 54 AG - Gen máxima 71,28 76 AG - Gen media 53,60 76 AG - Gen media 53,60 76 AG - Gen media 53,60 76 AG - Gen máxima 100,32 76 AG - Gen máxima 100,32 76 AG - Gen máxima 100,32 76 AG - Gen máxima 100,32 41/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VI) ESTIMACIÓN DE LA PENETRACIÓN EÓLICA EN LA RESP A continuación se muestran los resultados del análisis de penetración eólica en la RESP realizados a partir de los valores estimados de la producción eólica, de la estimación de la demanda y de la generación instalada. El PEP de 100,32MW nominales tiene una penetración eólica ([1] y Ecuación 4, Ecuación 5, Ecuación 6), despreciable si se considera la demanda o la generación del Sistema Interconectado Nacional. Peolica instalada 100 Pinstalada total PEmedia de potencia PEinstantanea de potencia PEmedia de energia Peolica generada Pdemanda Eeolica generada kWh Edemanda kWh 100 100 Ecuación 4 Ecuación 5 Ecuación 6 Sin embargo, como se ha mencionado antes, la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná se puede considerar una “isla” desde el punto de vista eléctrico. A partir de la información de la generación eólica probable, usando los datos de viento (valores promedios mensuales) de un año típico y de la información sobre la demanda y generación estimada de la RESP se pueden determinar los coeficientes de penetración eólica posibles. A continuación en la Figura 12 se muestran los gráficos de la Generación Eólica del PEP y de las Demandas en la RESP durante un año típico. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 42/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 GENERACIÓN EÓLICA DEL PEP Y DEMANDA DE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ (AISLADO DEL SIN) 450 400 Demanda de la RESP en MW 350 300 DEMANDA MÁXIMA RESP 250 DEMANDA MÍNIMA RESP DEMANDA MEDIA RSP 200 42 AG - MAY 2011 54 AG - NOV 2011 76 AG - FEB 2012 150 42 AG (POTENCIA MÁXIMA) 54 AG (POTENCIA MÁXIMA) 100 76 AG (POTENCIA MÁXIMA) 50 Abril Marzo Febrero Enero Diciembre Noviembre Octubre Septiembre Agosto Julio Junio Mayo 0 Meses del año Figura 12: Generación Eólica del PEP y Demandas esperadas en la RESP [1] Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 43/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 En este apartado se determinan: 1. La PENETRACIÓN EÓLICA MEDIA DE POTENCIA (Ecuación 4), que se calcula con la generación eólica y la generación instalada en la red. PEmedia de potencia Peolica instalada 100 Pinstalada total 2. Los valores medios de la PENETRACIÓN INSTANTÁNEA DE POTENCIA (Ecuación 5) se calculan con la generación eólica y la demanda de la red. Esta es muy variable y depende de la producción eólica y de la demanda en cada momento. Sin embargo, se pueden hacer estimaciones de los valores medios de la PE instantánea, a partir de los valores medios de las velocidades de viento en la zona y de las demandas promedios (mensuales). Por lo tanto para determinar la Penetración Eólica es necesario recurrir los valores medios mensuales (esperados) de la demanda de la RESP así como a la potencia eólica generada en el PEP, que ha sido descrita y calculada en los apartados anteriores. valores medios mensuales instantanea de potencia PE valores medios mensuales Peolica generada 100 valores medios mensuales Pdemanda Ecuación 7 3. También se determinan los indicadores tomando en cuenta la DEMANDA y la GENERACIÓN EÓLICA en todos los meses del año. Para determinar los valores de PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA DE POTENCIA MÁXIMA probables también se calculan los casos donde el PEP opera con los 76 Aerogeneradores y genera la potencia máxima de diseño (100,32MW). La mayor penetración eólica ocurrirá cuando el PEP esté totalmente instalado y la demanda sea la mínima. Los valores son obtenidos a partir de PROMEDIOS MENSUALES. VI.1) PENETRACIÓN EÓLICA MEDIA DE POTENCIA Se ha considerando la principal planta generadora de la RESP (Planta Josefa Camejo) con dos (2) o tres (3) unidades de 170MW así como las máquinas ubicadas en PUNTO FIJO II: 5 x 20MW. Los resultados se muestran a continuación en la Tabla 8. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 44/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 8: Penetración Eólica media de potencia PENETRACIÓN EÓLICA MEDIA DE POTENCIA GENERACION INSTALADA EN LA RESP PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ MAYO 2011 NOVIEMBRE 2011 FEBRERO 2012 No. AG MW No. AG MW No. AG MW 42 55,44 54 71,28 76 100,32 ESCENARIO DE GENERACIÓN MW 3 Gen 170 MW en JC 5 x 20 MW en PF1 7% 9% 770 0 MW en IPP SISTEMA 160 MW intercambio SIN CONECTADO AL SIN (SIN IPP2 Gen 170 MW en JC GENEVAPCA) 5 x 20 MW en PF1 9% 12% 600 0 MW en IPP 160 MW intercambio SIN 3 Gen 170 MW en JC 5 x 20 MW en PF1 9% 12% 610 0 MW en IPP SISTEMA AISLADO 0 MW intercambio SIN DEL SIN (SIN IPP2 Gen 170 MW en JC GENEVAPCA) 5 x 20 MW en PF1 13% 16% 440 0 MW en IPP 0 MW intercambio SIN 3 Gen 170 MW en JC 5 x 20 MW en PF1 6% 8% 870 SISTEMA 100 MW en IPP CONECTADO AL SIN 160 MW intercambio SIN (CON IPP2 Gen 170 MW en JC GENEVAPCA) 5 x 20 MW en PF1 8% 10% 700 100 MW en IPP 160 MW intercambio SIN 3 Gen 170 MW en JC 5 x 20 MW en PF1 10% 8% 710 100 MW en IPP SISTEMA AISLADO 0 MW intercambio SIN DEL SIN (CON IPP2 Gen 170 MW en JC GENEVAPCA) 5 x 20 MW en PF1 10% 13% 540 100 MW en IPP 0 MW intercambio SIN NOTA 1: Se consideran 2 o 3 máquinas de 170MW en Josefa Camejo y 5x20MW en PF-I NOTA 2: Cuando la RESP está conectada al SIN se considera un intercambio máximo de 160MW NOTA 3: Cuando se incluye el IPP (GENEVAPCA) se considera una máquina de 100MW 13% 17% 16% 23% 12% 14% 14% 19% La penetración eólica media máxima es de 19% y ocurre cuando el PEP está totalmente instalado y la RESP opera aislada del SIN con dos máquinas en Josefa Camejo. Considerando la RESP conectada al SIN y con todas las máquinas conectadas la penetración eólica media es del 6%. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 45/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VI.2) PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA DE POTENCIA A continuación en la Tabla 9 se muestran los resultados obtenidos para los escenarios descritos en la Tabla 7, donde se resaltan los valores superiores al 20%. Se muestran las dos condiciones posibles: la RESP conectada (Casos A y C) y aislada (Casos B y D) del SIN respectivamente. Tabla 9: Penetración Eólica Instantánea de Potencia VALORES MEDIOS ESTIMADOS DE LA PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA ESCENARIO CASOS A y C CONECTADO AL SIN 6,2% 7,0% 7,6% 12,9% 10,5% 1,7% 1,9% 2,1% 16,4% 13,3% 10,4% 11,7% 12,7% 23,8% 19,4% ESCENARIO 1.1 ESCENARIO 1.2 ESCENARIO 1.3 ESCENARIO 1.4 y ESCENARIO 1.5 ESCENARIO 1.6 y ESCENARIO 1.7 ESCENARIO 2.1 ESCENARIO 2.2 ESCENARIO 2.3 ESCENARIO 2.4 y ESCENARIO 2.5 ESCENARIO 2.6 y ESCENARIO 2.7 ESCENARIO 3.1 ESCENARIO 3.2 ESCENARIO 3.3 ESCENARIO 3.4 y ESCENARIO 3.5 ESCENARIO 3.6 y ESCENARIO 3.7 NOTA: CUANDO HAY CONEXIÓN AL SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL (CASOS A y C) SE CONSIDERA UN INTERCAMBIO MÁXIMO DE (MW) Para estimar los valores de PENETRACIÓN EÓLICA consideran la DEMANDA y la GENERACIÓN EÓLICA en continuación en la la Tabla 10 y Figura 13 para la RESP para la RESP aislada del SIN. En las tablas se resaltan eólica. CASOS B y D DESCONECTADO DEL SIN 8,9% 10,7% 12,1% 20,5% 15,1% 2,4% 2,9% 3,3% 25,9% 19,0% 15,1% 18,1% 20,5% 38,4% 28,2% 160 INSTANTÁNEA DE POTENCIA probables se todos los meses del año, como se muestra a conectado al SIN y en la Tabla 11 y Figura 14 los valores superiores al 20% de penetración Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 46/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 10: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP conectada al SIN VALORES MEDIOS DE LA PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA DE POTENCIA CONSIDERANDO UN INTERCAMBIO DE: 160 CON EL SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL (SIN) A TRAVÉS DE PUNTO FIJO II / ISIRO MW CASOS A y C PEP CON 42 AG PEP a Generación promedio MESES DEL AÑO 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril MÁXIMA 6,19% 8,59% 7,08% 6,00% 2,35% 1,10% 1,32% 2,09% 3,41% 5,74% 6,75% 5,29% DEMANDA MEDIA MÍNIMA 7,00% 7,60% 9,72% 10,54% 8,01% 8,69% 6,79% 7,38% 2,67% 2,90% 1,25% 1,36% 1,49% 1,62% 2,36% 2,56% 3,86% 4,19% 6,49% 7,04% 7,63% 8,28% 5,99% 6,51% PEP CON 54 AG PEP a Generación máxima MÍNIMA 12,90% 13,03% 12,95% 12,76% 12,64% 12,60% 12,72% 12,91% 13,04% 13,17% 12,97% 12,58% PEP a Generación promedio MÁXIMA 7,95% 11,04% 9,10% 7,71% 3,03% 1,42% 1,69% 2,68% 4,39% 7,38% 8,67% 6,80% Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB DEMANDA MEDIA MÍNIMA 9,00% 9,77% 12,49% 13,55% 10,30% 11,17% 8,73% 9,48% 3,43% 3,72% 1,60% 1,74% 1,92% 2,08% 3,04% 3,29% 4,96% 5,38% 8,34% 9,05% 9,81% 10,65% 7,71% 8,37% PEP CON 76 AG PEP a Generación máxima MÍNIMA 16,58% 16,75% 16,65% 16,40% 16,25% 16,20% 16,36% 16,60% 16,76% 16,93% 16,68% 16,17% PEP a Generación promedio MÁXIMA 11,19% 15,54% 12,81% 10,85% 4,26% 1,99% 2,38% 3,78% 6,17% 10,39% 12,21% 9,57% DEMANDA MEDIA MÍNIMA 12,67% 13,75% 17,58% 19,07% 14,49% 15,73% 12,29% 13,35% 4,83% 5,24% 2,26% 2,45% 2,70% 2,93% 4,27% 4,64% 6,98% 7,58% 11,74% 12,73% 13,81% 14,98% 10,84% 11,78% PEP a Generación máxima MÍNIMA 23,34% 23,57% 23,43% 23,08% 22,87% 22,80% 23,02% 23,36% 23,59% 23,83% 23,47% 22,76% 47/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 30% 25% PEP 42 AG GEN MEDIA Y DEM MAX PEP 42 AG GEN MEDIA Y DEM MED 20% PEP 42 AG GEN MEDIA Y DEM MIN PEP 42 AG GEN MAX Y DEM MIN 15% PEP 54 AG GEN MEDIA Y DEM MAX PEP 54 AG GEN MEDIA Y DEM MED 10% PEP 54 AG GEN MEDIA Y DEM MIN PEP 54 AG GEN MAX Y DEM MIN 5% PEP 76 AG GEN MEDIA Y DEM MAX PEP 76 AG GEN MEDIA Y DEM MED Abril Marzo Febrero Enero Diciembre Noviembre Octubre Septiembre Agosto Julio Junio 0% Mayo VALORES MEDIOS DE LA PE INSTANTÁNEA DE POTENCIA VALORES MEDIOS DE LA PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA DE POTENCIA EN LA RESP CON CONEXIÓN PUNTO FIJO II-ISIRO PEP 76 AG GEN MEDIA Y DEM MIN PEP 76 AG GEN MAX Y DEM MIN MESES DEL AÑO Figura 13: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP conectada al SIN Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 48/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 11: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP aislada del SIN VALORES MEDIOS DE LA PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA DE POTENCIA CONSIDERANDO UN INTERCAMBIO DE: 0 CON EL SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL (SIN) A TRAVÉS DE PUNTO FIJO II / ISIRO MW CASOS B y D PEP CON 42 AG PEP a Generación promedio MESES DEL AÑO 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril MÁXIMA 8,87% 12,39% 10,17% 8,56% 3,34% 1,56% 1,88% 2,99% 4,92% 8,32% 9,71% 7,50% DEMANDA MEDIA MÍNIMA 10,65% 12,10% 14,87% 16,89% 12,21% 13,87% 10,28% 11,67% 4,02% 4,56% 1,88% 2,13% 2,25% 2,56% 3,60% 4,08% 5,91% 6,71% 9,99% 11,35% 11,65% 13,24% 9,00% 10,22% PEP CON 54 AG PEP a Generación máxima MÍNIMA 20,54% 20,87% 20,67% 20,19% 19,90% 19,81% 20,11% 20,57% 20,90% 21,24% 20,73% 19,74% Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB PEP a Generación promedio MÁXIMA 11,41% 15,92% 13,08% 11,00% 4,30% 2,01% 2,41% 3,85% 6,33% 10,70% 12,48% 9,64% DEMANDA MEDIA MÍNIMA 13,70% 15,56% 19,12% 21,71% 15,70% 17,84% 13,21% 15,01% 5,16% 5,86% 2,41% 2,74% 2,90% 3,29% 4,62% 5,25% 7,60% 8,63% 12,85% 14,59% 14,98% 17,02% 11,57% 13,14% PEP CON 76 AG PEP a Generación máxima MÍNIMA 26,41% 26,84% 26,58% 25,95% 25,59% 25,46% 25,85% 26,45% 26,87% 27,31% 26,66% 25,39% PEP a Generación promedio MÁXIMA 16,06% 22,41% 18,41% 15,49% 6,05% 2,83% 3,40% 5,42% 8,91% 15,06% 17,56% 13,56% DEMANDA MEDIA MÍNIMA 19,28% 21,90% 26,90% 30,56% 22,10% 25,11% 18,59% 21,12% 7,27% 8,25% 3,39% 3,85% 4,08% 4,63% 6,51% 7,39% 10,69% 12,14% 18,08% 20,54% 21,08% 23,95% 16,28% 18,50% PEP a Generación máxima MÍNIMA 37,17% 37,77% 37,40% 36,53% 36,01% 35,84% 36,39% 37,22% 37,82% 38,44% 37,52% 35,73% 49/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 40% 35% PEP 42 AG GEN MEDIA Y DEM MAX 30% PEP 42 AG GEN MEDIA Y DEM MED 25% PEP 42 AG GEN MEDIA Y DEM MIN PEP 42 AG GEN MAX Y DEM MIN 20% PEP 54 AG GEN MEDIA Y DEM MAX 15% PEP 54 AG GEN MEDIA Y DEM MED PEP 54 AG GEN MEDIA Y DEM MIN 10% PEP 54 AG GEN MAX Y DEM MIN PEP 76 AG GEN MEDIA Y DEM MAX 5% PEP 76 AG GEN MEDIA Y DEM MED Abril Marzo Febrero Enero Diciembre Noviembre Octubre Septiembre Agosto Julio Junio 0% Mayo VALORES MEDIOS DE LA PE INSTANTÁNEA DE POTENCIA VALORES MEDIOS DE LA PENETRACIÓN EÓLICA INSTANTÁNEA DE POTENCIA EN LA RESP SIN CONEXIÓN PUNTO FIJO II-ISIRO PEP 76 AG GEN MEDIA Y DEM MIN PEP 76 AG GEN MAX Y DEM MIN MESES DEL AÑO Figura 14: Penetración Eólica Instantánea (valores mensuales) con la RESP aislada del SIN Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 50/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Los valores MÁXIMOS de PENETRACIÓN EÓLICA se obtienen en los meses de mayo a junio en la condición de demanda mínima de la RESP En la Tabla 9, Tabla 10 y Tabla 11 se han resaltado los valores de Penetración Eólica superiores al veinte por ciento (>20%). En los intervalos donde el Parque Eólico genera toda su potencia nominal la penetración eólica será máxima. Se obtienen valores de hasta un 38% (cuando la RESP opera de forma aislada al SIN) y de hasta un 23% (cuando la RESP opera conectada al SIN). Estas condiciones de alta penetración eólica son posibles pero poco probables (pueden ocurrir durante períodos cortos de tiempo). En los momentos de demanda mínima y vientos promedios elevados se alcanzan valores de penetración eólica del orden del 23% con la RESP conectada al SIN y de un 35% cuando el sistema está aislado del SIN. Los valores altos de penetración eólica se obtienen en los meses de mayo a julio: generación eólica (promedio) máxima y demanda mínima. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 51/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN PERMANENTE A continuación se describen los resultados obtenidos en los estudios de régimen permanente: 1. Se muestran y analizan los resultados del estudio de flujo de carga de la RESP y de la red interna del PEP para distintos casos y escenarios probables así como de los casos más críticos para el sistema. 2. Se muestran los resultados del análisis de contingencias del sistema. 3. Se verifican los Niveles de CC actuales y se muestran los resultados de los nuevos valores ante la instalación del Parque Eólico Paraguaná, mediante un estudio de CC. También calculan y analizan los NCC de la red interna del PEP. 4. Se describen los resultados del estudio de flujo de carga armónico del sistema y el posible impacto del PEP ante distintas condiciones de funcionamiento. 5. Los criterios técnicos empleados se han descrito en [1] y se resumen en la siguiente tabla. Tabla 12: Criterios de régimen permanente CRITERIOS DE RÉGIMEN PERMANENTE En operación normal (tensiones Fluctuaciones de tensión 115kV) 5% En operación normal (tensiones < 115kV) 6% En condiciones de emergencia (contingencia) Frecuencia En operación normal Contingencias En condiciones normales / especiales Sobrecargas Armónicos - 8% y +7% 60 Hz 1% n-1 / n-2 En condiciones normales 100% En contingencia 120% Distorsión Individual Distorsión Total THDv (230kV) 1,0% 1,5% THDv (115kV) 1,5% 2,5% THDv (13,8kV y 34,5kV) 3,0% 5,0% TDDi (115kV y 230kV) - 2,5% TDDi (13,8kV y 34,5kV) - 5,0% Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 52/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.1) ESTUDIOS DE FLUJO DE CARGA (FC) Se han realizado dos grupos de estudios de flujos de carga: la de la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná con la incorporación del Parque Eólico Paraguaná y la de la Red Interna del PEP. A contuación en los siguientes apartados se describen los casos de estudio y los resultados obtenidos. VII.1.A) CASOS Y ESCENARIOS DE LOS ESTUDIOS DE FC DE LA RESP Considerando los cuatro (4) casos (A-D), los veintiún (21) escenarios y las premisas descritas en el apartado V) DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO, a continuación, en Tabla 13 se identifican un grupo de ochenta y cuatro (84) casos a ser analizados mediante corridas de flujo de carga. Adicionalmente se han ejecutado los casos bases, sin el PEP. Tabla 13: Identificación de los escenarios y casos de estudio CASOS A EJECUTAR EN LOS ESTUDIOS DE DE FLUJO DE CARGA (84 CASOS) ESCENARIO/CASO CASO A CASO B CASO C CASO D ESCENARIO 1.1 Caso A.1.1 Caso B.1.1 Caso C.1.1 Caso D.1.1 ESCENARIO 1.2 Caso A.1.2 Caso B.1.2 Caso C.1.2 Caso D.1.2 ESCENARIO 1.3 Caso A.1.3 Caso B.1.3 Caso C.1.3 Caso D.1.3 ESCENARIO 1.4 Caso A.1.4 Caso B.1.4 Caso C.1.4 Caso D.1.4 ESCENARIO 1.5 Caso A.1.5 Caso B.1.5 Caso C.1.5 Caso D.1.5 ESCENARIO 1.6 Caso A.1.6 Caso B.1.6 Caso C.1.6 Caso D.1.6 ESCENARIO 1.7 Caso A.1.7 Caso B.1.7 Caso C.1.7 Caso D.1.7 ESCENARIO 2.1 Caso A.2.1 Caso B.2.1 Caso C.2.1 Caso D.2.1 ESCENARIO 2.2 Caso A.2.2 Caso B.2.2 Caso C.2.2 Caso D.2.2 ESCENARIO 2.3 Caso A.2.3 Caso B.2.3 Caso C.2.3 Caso D.2.3 ESCENARIO 2.4 Caso A.2.4 Caso B.2.4 Caso C.2.4 Caso D.2.4 ESCENARIO 2.5 Caso A.2.5 Caso B.2.5 Caso C.2.5 Caso D.2.5 ESCENARIO 2.6 Caso A.2.6 Caso B.2.6 Caso C.2.6 Caso D.2.6 ESCENARIO 2.7 Caso A.2.7 Caso B.2.7 Caso C.2.7 Caso D.2.7 ESCENARIO 3.1 Caso A.3.1 Caso B.3.1 Caso C.3.1 Caso D.3.1 ESCENARIO 3.2 Caso A.3.2 Caso B.3.2 Caso C.3.2 Caso D.3.2 ESCENARIO 3.3 Caso A.3.3 Caso B.3.3 Caso C.3.3 Caso D.3.3 ESCENARIO 3.4 Caso A.3.4 Caso B.3.4 Caso C.3.4 Caso D.3.4 ESCENARIO 3.5 Caso A.3.5 Caso B.3.5 Caso C.3.5 Caso D.3.5 ESCENARIO 3.6 Caso A.3.6 Caso B.3.6 Caso C.3.6 Caso D.3.6 ESCENARIO 3.7 Caso A.3.7 Caso B.3.7 Caso C.3.7 Caso D.3.7 Cada CASO DE ESTUDIO de la Tabla 13 se identifica de la siguiente manera: Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 53/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Caso LETRA . A B C D # 1 2 3 . # 1 2 3 4 5 6 7 Las letras A, B, C y D indican los casos según se describen en el apartado V). Los casos B y D (la RESP aislada del SIN) son consideradas condiciones de CONTIGENCIA. El primer número (1, 2 o 3) indican el escenario: 05-2011, 11-2011 y 02-2012 respectivamente. El segundo número (1 a 7) indica la condición de generación/demanda a considerar en cada escenario. VII.1.B) ESCENARIOS DE GENERACIÓN/DEMANDA DE LA RESP A continuación en las siguientes figuras se muestra la situación de la GENERACIÓN/DEMANDA de la RESP (demanda máxima total y por S/Es) para las tres fases consideradas: mayo 2011 (Figura 15), noviembre 2011 (Figura 16) y febrero 2012 (Figura 17). En las figuras se muestran las capacidades máximas o nominales de las líneas. En las figuras también se indican los valores medios de Penetración Eólica Instantánea (Tabla 9) para la condición de demanda mínima en el sistema y considerando que el Parque Eólico Paraguaná entrega su potencia nominal (o máxima para esa fecha). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 54/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 362 x 2 MWnom S/E EL ISIRO 230/115kV S/E PLANTA CENTRO NC (116 + 112) MWnom 160 MWmáx MAYO 2011 DEM. MÁX. 2 x 90 MWnom S/E PUNTO FIJO II 115/34.5/ 13.8kV 70 MW S/E PUNTO FIJO III JOSEFA CAMEJO 115/13.8kV S/E JUDIBANA 115/13.8kV 175 MW 25 MW 3 x 170 MWnom 2 x 150 MW max 90 MWnom NA 111 x 2 MWnom PDVSA-CRP (GENEVAPCA) 90 MWnom S/E PUEBLO NUEVO 115kV S/E LOS TAQUES 115kV 55,44 MWnom 15 MW 732MW nom S/E EL ISIRO S/E PLANTA CENTRO SIN 160 MW máx S/E PUNTO FIJO III PLANTA JOSEFA CAMEJO MAYO 2011 NC RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ (RESP) RESP 55,44 MW (máx) S/E PUNTO FIJO I 115/34.5/ 13.8kV S/E PUNTO FIJO IV 115/13.8kV 61 MW S/E PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ 115kV 100 Mwnom 90 MWop 180 x 2 MWnom 180 x 2 MWnom 180 x 2 MWnom 2 x 112 MWnom PE aislada max RESP PE conect. max S/E PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ 3 x 150 MW (máx) Normalmente 2 X 130 = 260MW DEMmáx. = 368 MW DEMmed. = 307 MW DEMmín. = 270 MW 5x20=100W (máx) Normalmente 5x18 = 90 MW S/E’s PUNTO FIJO I 55, 44 21% 270 55, 44 13% 270 160 N A PDVSA-CRP (GENEVAPCA) 100 MW (máx) Figura 15: Generación/Demanda de la RESP: Escenario 1, Mayo del 2011 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 55/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 362 x 2 MWnom S/E EL ISIRO 230/115kV S/E PLANTA CENTRO NC (116 + 112) MWnom 160 MWmáx NOVIEMBRE 2011 DEM. MÁX. 2 x 90 MWnom S/E PUNTO FIJO II 115/34.5/ 13.8kV 70 MW S/E PUNTO FIJO III JOSEFA CAMEJO 115/13.8kV S/E JUDIBANA 115/13.8kV 177 MW 25 MW 3 x 170 MWnom 3 x 150 MW max 90 MWnom NA 111 x 2 MWnom PDVSA-CRP (GENEVAPCA) 90 MWnom S/E PUEBLO NUEVO 115kV S/E LOS TAQUES 115kV 71,28 MWnom 16 MW 732MW nom S/E EL ISIRO S/E PLANTA CENTRO SIN 160 MW máx S/E PUNTO FIJO III PLANTA JOSEFA CAMEJO NOVIEMBRE 2011 NC RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ (RESP) RESP 71,28 MW (máx) S/E PUNTO FIJO I 115/34.5/ 13.8kV S/E PUNTO FIJO IV 115/13.8kV 63 MW S/E PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ 115kV 100 Mwnom 90 MWop 180 x 2 MWnom 180 x 2 MWnom 180 x 2 MWnom 2 x 112 MWnom PE aislada max RESP PE conect. max S/E PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ 3 x 150 MW (máx) Normalmente 2 X 130 = 260MW DEMmáx. = 376 MW DEMmed. = 313 MW DEMmín. = 276 MW 5x20=100W (máx) Normalmente 5x18 = 90 MW S/E’s PUNTO FIJO I 71, 28 26% 276 71, 28 16% 276 160 N A PDVSA-CRP (GENEVAPCA) 150 MW (máx) Figura 16: Generación/Demanda de la RESP: Escenario 2, Noviembre del 2011 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 56/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 362 x 2 MWnom S/E EL ISIRO 230/115kV S/E PLANTA CENTRO NC (116 + 112) MWnom 160 MWmáx 2 x 90 MWnom S/E PUNTO FIJO II 115/34.5/ 13.8kV S/E PUNTO FIJO III JOSEFA CAMEJO 115/13.8kV S/E JUDIBANA 115/13.8kV S/E PUNTO FIJO I 115/34.5/ 13.8kV S/E PUNTO FIJO IV 115/13.8kV 160 MW 61 MW 23 MW 3 x 170 MWnom 3 x 150 MW max 90 MWnom S/E PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ 115kV NA 111 x 2 MWnom PDVSA-CRP (GENEVAPCA) 90 MWnom S/E PUEBLO NUEVO 115kV S/E LOS TAQUES 115kV 100,32 MWnom 15 MW 732MW nom S/E EL ISIRO 27 MW S/E PLANTA CENTRO SIN 160 MW máx NC S/E PUNTO FIJO III PLANTA JOSEFA CAMEJO FEBRERO 2012 RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ (RESP) RESP 100 MW (máx) 100 Mwnom 90 MWop 180 x 2 MWnom 180 x 2 MWnom 180 x 2 MWnom 2 x 112 MWnom 70 MW FEBRERO 2012 DEM. MÁX. PE aislada max RESP PE conect. max S/E PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ 3 x 150 MW (máx) Normalmente 2 X 130 = 260MW DEMmáx. = 356 MW DEMmed. = 296 MW DEMmín. = 261 MW 5x20=100W (máx) Normalmente 5x18 = 90 MW S/E’s PUNTO FIJO I 100 38% 261 100 24% 261 160 N A PDVSA-CRP (GENEVAPCA) 150 MW (máx) Figura 17: Generación / Demanda de la RESP: Escenario 3, Febrero del 2012 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 57/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.1.C) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE FC DE LA RESP Los estudios de FC se realizaron bajo las premisas descritas en el apartado III.3) PREMISAS DE CÁLCULO y según los casos y escenarios descritos en el apartados: V) DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO y VII.1.A) CASOS Y ESCENARIOS DE LOS ESTUDIOS DE FC DE LA RESP. Los casos analizados incluyen tanto las condiciones de máxima penetración eólica en la red así como las condiciones de penetración eólica mínima y promedio del PEP. En los entregables del proyecto descritos en el apartado XII)) están los resultados completos de todos los casos de FC ejecutados. En primer lugar se corrieron todos los flujos de carga (84 casos) sin realizar ajustes de las tomas (Taps) de los transformadores del sistema con la finalidad de evaluar, en primera instancia, el comportamiento del mismo. En general, los casos de demanda mínima y media cumplían con los criterios de RP, sin embargo en los casos más críticos (demanda máxima) no se alcanzaban las condiciones de voltaje (Vn 5%) de régimen permanente. En la Tabla 14 se muestra la lista de todos los casos y se resaltan aquellos donde el sistema resulta no factible (el flujo de carga no converge) o donde se obtienen valores fuera de los rangos permitidos o aceptables según los criterios de régimen permanente establecido. Posteriormente se corrieron todos los flujos de carga (84 casos), realizando ajuste de las tomas (Taps) de los transformadores del sistema y considerando los límites de potencia reactiva de las máquinas de la red. Los resultados, en cuanto a los perfiles de tensión en la red se pueden ver en la Figura 18: Perfil de tensiones del sistema (todos los casos analizados) y Figura 19: Perfil de tensiones del sistema (todos los casos analizados, exceptuando los .7). En la Figura 25, Figura 26 y Figura 27 se muestran los gráficos de los perfiles de tensión para todos los casos y escenarios de mayo del 2011, noviembre del 2011 y febrero del 2012, respectivamente. Como se puede ver en todos los gráficos mencionados, los perfiles de tensión de la red son adecuados y cumplen con los criterios de RP establecidos en la Tabla 12. Los resultados indican que, para el sistema analizado y descrito en la Figura 5: Diagrama unifilar de la RESP incluyendo el Parque Eólico Paraguaná, considerando las condiciones más probables y también las más críticas para la red, no se requiere compensación reactiva adicional en ningún punto del sistema (y tampoco en la S/E PEP). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 58/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 14: Casos donde el FC no converge o los resultados están fuera de los rangos admisibles CASOS A EJECUTAR DE FLUJO DE CARGA ESCENARIO/CASO CASO A CASO B CASO C ESCENARIO 1.1 Caso A.1.1 Caso B.1.1 Caso C.1.1 ESCENARIO 1.2 Caso A.1.2 Caso B.1.2 Caso C.1.2 ESCENARIO 1.3 Caso A.1.3 Caso B.1.3 Caso C.1.3 ESCENARIO 1.4 Caso A.1.4 Caso B.1.4 Caso C.1.4 ESCENARIO 1.5 Caso A.1.5 Caso B.1.5 Caso C.1.5 ESCENARIO 1.6 Caso A.1.6 Caso B.1.6 Caso C.1.6 ESCENARIO 1.7 Caso A.1.7 Caso B.1.7 Caso C.1.7 ESCENARIO 2.1 Caso A.2.1 Caso B.2.1 Caso C.2.1 ESCENARIO 2.2 Caso A.2.2 Caso B.2.2 Caso C.2.2 ESCENARIO 2.3 Caso A.2.3 Caso B.2.3 Caso C.2.3 ESCENARIO 2.4 Caso A.2.4 Caso B.2.4 Caso C.2.4 ESCENARIO 2.5 Caso A.2.5 Caso B.2.5 Caso C.2.5 ESCENARIO 2.6 Caso A.2.6 Caso B.2.6 Caso C.2.6 ESCENARIO 2.7 Caso A.2.7 Caso B.2.7 Caso C.2.7 ESCENARIO 3.1 Caso A.3.1 Caso B.3.1 Caso C.3.1 ESCENARIO 3.2 Caso A.3.2 Caso B.3.2 Caso C.3.2 ESCENARIO 3.3 Caso A.3.3 Caso B.3.3 Caso C.3.3 ESCENARIO 3.4 Caso A.3.4 Caso B.3.4 Caso C.3.4 ESCENARIO 3.5 Caso A.3.5 Caso B.3.5 Caso C.3.5 ESCENARIO 3.6 Caso A.3.6 Caso B.3.6 Caso C.3.6 ESCENARIO 3.7 Caso A.3.7 Caso B.3.7 Caso C.3.7 CASO D Caso D.1.1 Caso D.1.2 Caso D.1.3 Caso D.1.4 Caso D.1.5 Caso D.1.6 Caso D.1.7 Caso D.2.1 Caso D.2.2 Caso D.2.3 Caso D.2.4 Caso D.2.5 Caso D.2.6 Caso D.2.7 Caso D.3.1 Caso D.3.2 Caso D.3.3 Caso D.3.4 Caso D.3.5 Caso D.3.6 Caso D.3.7 El flujo de carga no converge Los resultados obtenidos están fuera de los rangos admisibles Analizando las condiciones descritas en la Tabla 7 es evidente que las condiciones más críticas para el sistema son los casos B y D (la RESP aislada del SIN) y los escenarios de demanda máxima. Los escenarios identificados como x.7 (1.7, 2.7 y 3.7), con el sistema aislado del SIN y con una sola máquina en la planta Josefa Camejo son extremadamente críticos para el sistema. Estos deben considerarse como situaciones de “emergencia” y se puede esperar que el sistema no sea factible (que el FC no converja) por un déficit de generación (tanto de potencia activa como reactiva). En los casos de emergencia se debe disponer de un plan de racionamiento de carga. Sin embargo, todos los demás casos son puntos de operación posibles y probables del sistema y deben cumplir con los criterios establecidos de operación en RP. A continuación muestran y se describen de forma más detallada algunos resultados obtenidos para algunos de los casos más probables y críticos del sistema: Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 59/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1. Figura 20: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso A.1.2 (Mayo 2011): Demanda media y generación eólica media del mes de mayo del 2011 (42 AGs conectados en el PEP). RESP conectada al SIN, dos (2) máquinas en la planta Josefa Camejo y sin IPP (GENEVAPCA). a. GENERACIÓN EÓLICA (MEDIA): 32 MW b. JOSEFA CAMEJO: 259 MW c. EXPORTACIÓN AL SIN: 61 MW d. DEMANDA RESP (MEDIA): 307 MW 2. Figura 21: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso A.3.2 (Febrero 2012): Demanda media y generación eólica media del mes de febrero del año 2012 (76 AGs conectados en el PEP). RESP conectada al SIN y dos (2) máquinas en la planta Josefa Camejo Camejo y sin IPP (GENEVAPCA). a. b. c. d. GENERACIÓN EÓLICA (MEDIA): 52 MW JOSEFA CAMEJO: 259 MW EXPORTACIÓN AL SIN: 90 MW DEMANDA RESP (MEDIA): 296 MW 3. Figura 22: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso B.1.6 (Mayo 2011): Demanda máxima y generación eólica máxima del mes de mayo del 2011 (42 AGs conectados en el PEP). RESP aislada del SIN y dos (2) máquinas en la planta Josefa Camejo Camejo y sin IPP (GENEVAPCA). a. b. c. d. GENERACIÓN EÓLICA (MÁX.): 52 MW JOSEFA CAMEJO: 236 MW EXPORTACIÓN AL SIN: 0 MW DEMANDA RESP (MÁX.): 368 MW 4. Figura 23: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso B.3.6 (Febrero 2012): Demanda máxima y generación eólica máxima del mes febrero del 2012 (76 AGs conectados en el PEP). RESP aislada del SIN y dos (2) máquinas en la planta Josefa Camejo Camejo y sin IPP (GENEVAPCA). a. b. c. d. GENERACIÓN EÓLICA (MÁX.): 95 MW JOSEFA CAMEJO: 181 MW EXPORTACIÓN AL SIN: 0 MW DEMANDA RESP (MÁX.): 356 MW Como puede verse en las figuras, en todos los casos, las tensiones están dentro de lo esperado (el sistema muestra un buen perfil de tensiones) y las cargas de líneas y transformadores están dentro de los valores nominales. El caso más crítico de los cuatro es el B.3.6, de febrero del 2012, donde Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 60/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 tanto la demanda de la RESP como la generación eólica son máximas. Adicionalmente la RESP está aislada del SIN. Se puede ver que el sistema tiene un buen perfil de tensiones y que las cargas de las líneas están dentro de sus valores nominales. De la Figura 28 a la Figura 33 se pueden ver las cargas en las líneas y de la Figura 34 a la Figura 39 las cargas de los transformadores (en porcentaje de sus valores nominales) para todos los casos y escenarios planteados. En cuanto a las líneas prácticamente en todos los casos las cargas son menores al 100% de sus valores nominales. En algunos casos (los menos), especialmente en los más críticos y poco probables, las cargas sobrepasan ligeramente el 100%. En prácticamente todos los casos las cargas de los transformadores son menores al 100% de sus valores nominales. En algunos casos, especialmente en los más críticos las cargas sobrepasan el 100%, pero nunca alcanzan sobrecargas del 120%. Se debe resaltar que el sistema en estudio, con dos líneas de interconexión en 115kV con el SIN (ISIRO-PF2) y un anillo doble terna en 115kV en la RESP muestra ser un sistema fuerte y sólido en su operación en RP. Incluso, cuando no existe el nexo con el SIN y siempre que haya dos máquinas operativas en la Planta Josefa Camejo el sistema es capaz de alimentar la demanda máxima prevista para el sistema en el año 2012, sin problemas de voltaje. En estas condiciones el PEP es un apoyo importante, contribuye a aliviar la carga de las plantas térmicas del sistema y al ahorro de combustible. Sin embargo, la correcta operación de los AGs del PEP depende de un buen nivel de voltaje en la S/E PEP (115kV). Este voltaje depende de la RESP y, en condiciones de operación aislada del SIN, fundamentalmente de la planta Josefa Camejo. En resumen: la planta Josefa Camejo debe operar al menos con dos (2) generadores para que el PEP funcione de forma correcta y aporte el máximo de energía a la red en cada momento. En la Figura 40 se muestra mediante un gráfico el rendimiento del PEP para todos los casos analizados (84 casos). Se obtiene rendimientos que van desde un valor mínimo de 95,7% a un valor máximo de 97,53%. El rendimiento considera las pérdidas en los transformadores de 0,69/34,5kV, cables, y transformadores de potencia de 34,5/115kV de la S/E PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 61/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1,10 PERFIL DE TENSIONES (TODOS LOS CASOS ANALIZADOS) 1,05 1,00 0,95 0,90 IPP-138x PNU-138b PNU-138a LTQ-138x PF1-138e PF1-138d PF1-138c PF1-138b PF1-138a PF4-138b PF4-138a JCA-138c JCA-138a JCA-138b JUD-138b JUD-138a PF2-138x PEP-345b PEP-345a PF2-345x PF1-345x PNU-115x LTQ-115x PEP-115x IPP-115x PF1-115x PF4-115x PF3-115x PF2-115x JUD-115x ISI-115x ISI-230x PLC-230x 0,85 Figura 18: Perfil de tensiones del sistema (todos los casos analizados) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 62/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1,10 PERFIL DE TENSIONES (PARA TODOS LOS CASOS, ESCEPTUANDO LOS .7) 1,05 1,00 0,95 IPP-138x PNU-138b PNU-138a PF1-138e LTQ-138x PF1-138d PF1-138c PF1-138b PF1-138a PF4-138b PF4-138a JCA-138c JCA-138b JCA-138a JUD-138b JUD-138a PF2-138x PEP-345b PEP-345a PF2-345x PF1-345x PNU-115x LTQ-115x PEP-115x IPP-115x PF1-115x PF4-115x PF3-115x JUD-115x PF2-115x ISI-115x ISI-230x PLC-230x 0,90 Figura 19: Perfil de tensiones del sistema (todos los casos analizados, exceptuando los .7) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 63/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA DEL CASO A.1.2 (MAYO 2011) 134 MW / 60 MVAr SIN 19 % 0.98 pu EL ISIRO 230 kV PLANTA CENTRO 1.03 pu 134 MW / 55 MVAr 115 kV 1.04 pu 2 MW / -21 MVAr 12% 61 MW / -49 MVAr 34 % 117 MW / 4.3 MVAr 170 MW / 35 MVAr 89 MW / 27 MVAr 68 MW /16 MVAr 52 % 48 % 26 % 19 % JUDIBANA PUNTO FIJO II PUNTO FIJO III Josefa Camejo 0.99 pu 0.99 pu PUNTO FIJO IV 0.99 pu 0 MW PUNTO FIJO I 0.99 pu IPP (Genevapca) 0.99 pu S/E PEP 21 MW / 7.9 MVAr 0.99 pu 10% 19 MW / -6.4 MVAr PEP PUEBLO NUEVO 0.98 pu 23 % 13 MW / 7.2 MVAr 16 % LOS TAQUES 0.99 pu Figura 20: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso A.1.2 (Mayo 2011) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 64/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA DEL CASO A.3.2 (FEB 2012) 103 MW / 66 MVAr SIN 19 % 0.98 pu EL ISIRO PLANTA CENTRO 230 kV 1.03 pu 103 MW / 63 MVAr 115 kV 1.05 pu 20 MW / -16 MVAr 14% 90 MW / -49 MVAr 46 % 132 MW / 0.6 MVAr 166 MW / 28 MVAr 93 MW / 23 MVAr 74 MW /13 MVAr 59 % 47 % 26 % 21 % JUDIBANA PUNTO FIJO II PUNTO FIJO III Josefa Camejo 0.99 pu 0.99 pu PUNTO FIJO IV 0.99 pu 0 MW PUNTO FIJO I 0.99 pu IPP (Genevapca) 1.00 pu S/E PEP 22 MW / 8.7 MVAr 1.00 pu 11% 39 MW / -2.5 MVAr PEP PUEBLO NUEVO 0.98 pu 44 % 13 MW / 7.2 MVAr 16 % LOS TAQUES 1.00 pu Figura 21: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso A.3.2 (Febrero 2012) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 65/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA DEL CASO B.1.6 (MAYO 2011) SIN 230 kV PLANTA CENTRO EL ISIRO 115 kV 35 MW / 15 MVAr 21% 102 MW / 54 MVAr 150 MW / 116 MVAr 86 MW / 62 MVAr 60 MW /49 MVAr 51 % 53 % 29 % 21 % JUDIBANA PUNTO FIJO II PUNTO FIJO III Josefa Camejo 0.97 pu 0.96 pu PUNTO FIJO IV 0.96 pu 0 MW PUNTO FIJO I 0.95 pu IPP (Genevapca) 0.97 pu S/E PEP 25 MW / 11 MVAr 0.96 pu 12% 38 MW / -25 MVAr PEP PUEBLO NUEVO 0.95 pu 51 % 15 MW / 9 MVAr 20 % LOS TAQUES 0.96 pu Figura 22: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso B.1.6 (Mayo 2011) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 66/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA DEL CASO B.3.6 (FEB 2012) SIN PLANTA CENTRO 230 kV EL ISIRO 115 kV 26 MW / 8 MVAr 15% 96 MW / 49 MVAr 104 MW / 120 MVAr 77 MW / 56 MVAr 54 MW /44 MVAr 48 % 44 % 26 % 19 % JUDIBANA PUNTO FIJO II PUNTO FIJO III Josefa Camejo 0.97 pu 0.96 pu PUNTO FIJO IV 0.96 pu 0 MW PUNTO FIJO I 0.95 pu IPP (Genevapca) 0.97 pu S/E PEP 27 MW / 12 MVAr 0.96 pu 13% 80 MW / -31 MVAr PEP PUEBLO NUEVO 0.95 pu 97 % 15 MW / 9 MVAr 20 % LOS TAQUES 0.96 pu Figura 23: Resultados del FC (230kV y 115kV) del Caso B.3.6 (Febrero 2012) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 67/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA PRINCIPALES DEL CASO A.1.2 (MAYO 2011) V = 1,04 TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA PRINCIPALES DEL CASO A.3.2 (FEB 2012) V = 1,05 • GENERACIÓN EÓLICA (MEDIA): 32 MW • JOSEFA CAMEJO: 259 MW • EXPORTACIÓN AL SIN: 61 MW • DEMANDA RESP (MEDIA): 307 MW SIN 2 MW / -21 MVAr 61 MW -49 MVAr V = 0,99 V = 0,99 PF2 117 MW 4,3 MVAr 259 MW 68 MW V = 0,99 13 MW V = 0,97 PF2 102 MW 54 MVAr 236 MW V = 0,96 60 MW 49 MVAr 15 MW PEP 53 MW IPP TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA PRINCIPALES DEL CASO B.3.6 (FEB 2012) • GENERACIÓN EÓLICA (MÁX.): 95 MW • JOSEFA CAMEJO: 181 MW • EXPORTACIÓN AL SIN: 0 MW • DEMANDA RESP (MÁX.): 356 MW 26 MW / 8 MVAr V = 0,96 PF1 V = 0,97 PF2 96 MW 49 MVAr V = 0,95 V = 0,96 LTQ 15 MW 9 MVAr 54 MW PF3/JUD/PF4 (JC) 44 MVAr 181 MW 80 MW -31 MVAr 0 MW IPP PF1 0 MW PEP 52 MW 0 MW V = 0,96 9 MVAr 13 MW 7,2MVAr SIN V = 0,95 PF3/JUD/PF4 (JC) 38 MW -25 MVAr LTQ LTQ 35 MW / 15 MVAr V = 0,96 74 MW 13 MVAr 259 MW V = 1,00 • GENERACIÓN EÓLICA (MÁX.): 52 MW • JOSEFA CAMEJO: 236 MW • EXPORTACIÓN AL SIN: 0 MW • DEMANDA RESP (MÁX.): 368 MW 0 MW 0,6 MVAr 39 MW -2,5 MVAr IPP TENSIONES Y FLUJOS DE POTENCIA PRINCIPALES DEL CASO B.1.6 (MAYO 2011) SIN 132 MW V = 0,99 PF3/JUD/PF4 (JC) V = 1,00 PEP 32 MW 7,2MVAr PF2 0 MW V = 0,99 LTQ V = 1,00 PF1 16 MVAr 19 MW -6,4 MVAr V = 0,99 20 MW / -16 MVAr 90 MW -49 MVAr V = 0,99 PF3/JUD/PF4 (JC) • GENERACIÓN EÓLICA (MEDIA): 52 MW • JOSEFA CAMEJO: 259 MW • EXPORTACIÓN AL SIN: 90 MW • DEMANDA RESP (MEDIA): 296 MW SIN PF1 0 MW V = 0,96 PEP 95 MW IPP Figura 24: Tensiones y flujos de potencia principales - casos Caso A.1.2/A.2.3/Caso B.1.6/Caso B.3.6 Caso A.1.2 (Mayo 2011), Caso A.2.3 (Noviembre 2011), Caso B.1.6 (Mayo 2011) y Caso B.3.6 (Febrero 2012) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 68/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Casos A y C Mayo 2011 1,05 Caso A.1.1 1,04 Caso C.1.1 1,03 Caso A.1.2 Caso C.1.2 1,02 Caso A.1.3 1,01 0,99 Caso D.1.1 1,03 Caso B.1.2 Caso D.1.3 Caso B.1.4 Caso C.1.4 0,99 Caso B.1.6 0,96 Caso C.1.6 0,96 Caso D.1.6 Caso D.1.7 PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PNU-115x PF1-345x PF2-345x PEP-345a PEP-345b PF2-138x JUD-138a JUD-138b JCA-138a JCA-138b PF4-138a PF4-138b PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF1-138d PF1-138e LTQ-138x PNU-138a PNU-138b IPP-138x 0,95 IPP-138x PNU-138a PNU-138b PF1-138e LTQ-138x PF1-138d PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF4-138a PF4-138b JCA-138b JUD-138b JCA-138a PF2-138x JUD-138a PF2-345x PEP-345a PEP-345b PNU-115x PF1-345x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PF1-115x PF3-115x PF4-115x PF2-115x JUD-115x Caso B.1.5 Caso D.1.5 0,97 Caso C.1.7 Caso D.1.4 0,98 Caso A.1.6 ISI-230x ISI-115x Caso B.1.3 1 Caso C.1.5 PLC-230x Caso D.1.2 1,02 0,97 0,95 Caso B.1.1 1,04 Caso A.1.4 Caso A.1.5 0,98 Casos B y D Mayo 2011 1,01 Caso C.1.3 1,00 1,05 Figura 25: Perfil de tensiones del sistema para todos los casos de Mayo 2011 Casos A y C Noviembre 2011 1,05 Caso A.2.1 Caso D.2.1 Caso A.2.2 1,03 Caso B.2.2 Caso C.2.2 1,02 Caso C.2.1 1,03 Caso A.2.3 1,01 0,99 Caso D.2.3 1 Caso B.2.4 Caso C.2.4 0,99 Caso C.2.5 0,97 Caso A.2.6 0,96 Caso C.2.6 0,96 Caso C.2.7 IPP-138x PNU-138a PNU-138b LTQ-138x PF1-138c PF1-138d PF1-138e PF1-138a PF1-138b PF4-138b JCA-138b PF4-138a JCA-138a JUD-138a JUD-138b PEP-345b PF2-138x PEP-345a PF1-345x PF2-345x PNU-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PF4-115x PF1-115x PF3-115x PF2-115x JUD-115x ISI-230x ISI-115x PLC-230x Caso D.2.4 Caso B.2.5 0,98 0,97 0,95 Caso B.2.3 Caso A.2.4 Caso A.2.5 0,98 Caso D.2.2 1,01 Caso C.2.3 1,00 Caso B.2.1 1,04 1,04 1,02 Casos B y D Noviembre 2011 Caso D.2.5 Caso B.2.6 Caso D.2.6 Caso D.2.7 0,95 PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PNU-115x PF1-345x PF2-345x PEP-345a PEP-345b PF2-138x JUD-138a JUD-138b JCA-138a JCA-138b PF4-138a PF4-138b PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF1-138d PF1-138e LTQ-138x PNU-138a PNU-138b IPP-138x 1,05 Figura 26: Perfil de tensiones del sistema para todos los casos de Noviembre 2011 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 69/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1,06 Casos A y C Febrero 2012 Caso A.3.1 1,05 1,05 Casos B y D Febrero 2012 Caso B.3.1 1,04 Caso C.3.1 1,04 Caso D.3.1 1,03 Caso A.3.2 1,03 Caso B.3.2 1,02 Caso C.3.2 1,01 Caso A.3.3 1,00 0,99 0,98 1,01 Caso D.3.3 Caso A.3.4 1 Caso B.3.4 Caso C.3.4 0,96 Caso A.3.5 0,95 Caso C.3.5 Caso A.3.6 0,93 Caso B.3.3 Caso C.3.3 0,97 0,94 Caso D.3.2 1,02 Caso D.3.4 0,99 Caso B.3.5 0,98 Caso D.3.5 Caso B.3.6 0,97 Caso C.3.6 Caso C.3.7 0,90 Caso A.3.7 PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PNU-115x PF1-345x PF2-345x PEP-345a PEP-345b PF2-138x JUD-138a JUD-138b JCA-138a JCA-138b PF4-138a PF4-138b PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF1-138d PF1-138e LTQ-138x PNU-138a PNU-138b IPP-138x 0,91 Caso D.3.6 0,96 Caso D.3.7 0,95 PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PNU-115x PF1-345x PF2-345x PEP-345a PEP-345b PF2-138x JUD-138a JUD-138b JCA-138a JCA-138b PF4-138a PF4-138b PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF1-138d PF1-138e LTQ-138x PNU-138a PNU-138b IPP-138x 0,92 Figura 27: Perfil de tensiones del sistema para todos los casos de Febrero 2011 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 70/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Líneas - Mayo 2011 Caso A.1.1 Caso C.1.1 100,00% Caso A.1.2 80,00% Caso C.1.2 Caso A.1.3 60,00% Caso C.1.3 Caso A.1.4 40,00% Caso C.1.4 Caso A.1.5 20,00% Caso C.1.5 Caso A.1.6 PF1 - IPP L1 PF4 - PF1 L2 PF4 - PF1 L1 PF3 - PF4 L2 PF3 - PF4 L1 PEP - LTQ L1 JUD - PNU L2 JUD - PNU L1 JUD - PEP L1 JUD - PF3 L2 JUD - PF3 L1 PF2 - PF1 L2 PF2 - PF1 L1 PF2 - JUD L2 PF2 - JUD L1 ISI - PF2 L2 ISI - PF2 L1 PLC - ISI L2 PLC - ISI L1 0,00% Caso C.1.6 Caso A.1.7 Caso C.1.7 Figura 28: Carga de las líneas – Casos A y C (C/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 71/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Caso B.1.1 Líneas - Mayo 2011 Caso D.1.1 100,00% Caso B.1.2 Caso D.1.2 80,00% Caso B.1.3 Caso D.1.3 60,00% Caso B.1.4 Caso D.1.4 40,00% Caso B.1.5 Caso D.1.5 20,00% Caso B.1.6 Caso D.1.6 PF1 - IPP L1 PF4 - PF1 L2 PF4 - PF1 L1 PF3 - PF4 L2 PF3 - PF4 L1 PEP - LTQ L1 JUD - PNU L2 JUD - PNU L1 JUD - PEP L1 JUD - PF3 L2 JUD - PF3 L1 PF2 - PF1 L2 PF2 - PF1 L1 PF2 - JUD L2 PF2 - JUD L1 0,00% Caso B.1.7 Caso D.1.7 Figura 29: Carga de las líneas – Casos B y D (S/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 72/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Líneas - Nov 2011 Caso A.2.1 Caso C.2.1 100,00% Caso A.2.2 Caso C.2.2 80,00% Caso A.2.3 Caso C.2.3 60,00% Caso A.2.4 Caso C.2.4 40,00% Caso A.2.5 Caso C.2.5 20,00% Caso A.2.6 Caso C.2.6 PF1 - IPP L1 PF4 - PF1 L2 PF4 - PF1 L1 PF3 - PF4 L2 PF3 - PF4 L1 PEP - LTQ L1 JUD - PNU L2 JUD - PNU L1 JUD - PEP L1 JUD - PF3 L2 JUD - PF3 L1 PF2 - PF1 L2 PF2 - PF1 L1 PF2 - JUD L2 PF2 - JUD L1 ISI - PF2 L2 ISI - PF2 L1 PLC - ISI L2 PLC - ISI L1 0,00% Caso A.2.7 Caso C.2.7 Figura 30: Carga de las líneas – Casos A y C (C/C SIN) – Nov. 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 73/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Líneas - Nov 2011 Caso B.2.1 Caso D.2.1 100,00% Caso B.2.2 Caso D.2.2 80,00% Caso B.2.3 Caso D.2.3 60,00% Caso B.2.4 Caso D.2.4 40,00% Caso B.2.5 Caso D.2.5 20,00% Caso B.2.6 Caso D.2.6 PF1 - IPP L1 PF4 - PF1 L2 PF4 - PF1 L1 PF3 - PF4 L2 PF3 - PF4 L1 PEP - LTQ L1 JUD - PNU L2 JUD - PNU L1 JUD - PEP L1 JUD - PF3 L2 JUD - PF3 L1 PF2 - PF1 L2 PF2 - PF1 L1 PF2 - JUD L2 PF2 - JUD L1 0,00% Caso B.2.7 Caso D.2.7 Figura 31: Carga de las líneas – Casos B y D (S/C SIN) – Nov 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 74/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Lineas - Feb 2012 Caso A.3.1 Caso C.3.1 100,00% Caso A.3.2 Caso C.3.2 80,00% Caso A.3.3 Caso C.3.3 60,00% Caso A.3.4 Caso C.3.4 40,00% Caso A.3.5 Caso C.3.5 20,00% Caso A.3.6 Caso C.3.6 PF1 - IPP L1 PF4 - PF1 L2 PF4 - PF1 L1 PF3 - PF4 L2 PF3 - PF4 L1 PEP - LTQ L1 JUD - PNU L2 JUD - PNU L1 JUD - PEP L1 JUD - PF3 L2 JUD - PF3 L1 PF2 - PF1 L2 PF2 - PF1 L1 PF2 - JUD L2 PF2 - JUD L1 ISI - PF2 L2 ISI - PF2 L1 PLC - ISI L2 PLC - ISI L1 0,00% Caso A.3.7 Caso C.3.7 Figura 32: Carga de las líneas – Casos A y C (C/C SIN) – Feb 2012 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 75/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Líneas - Feb 2012 Caso B.3.1 Caso D.3.1 100,00% Caso B.3.2 Caso D.3.2 80,00% Caso B.3.3 Caso D.3.3 60,00% Caso B.3.4 Caso D.3.4 40,00% Caso B.3.5 Caso D.3.5 20,00% Caso B.3.6 Caso D.3.6 PF1 - IPP L1 PF4 - PF1 L2 PF4 - PF1 L1 PF3 - PF4 L2 PF3 - PF4 L1 PEP - LTQ L1 JUD - PNU L2 JUD - PNU L1 JUD - PEP L1 JUD - PF3 L2 JUD - PF3 L1 PF2 - PF1 L2 PF2 - PF1 L1 PF2 - JUD L2 PF2 - JUD L1 0,00% Caso B.3.7 Caso D.3.7 Figura 33: Carga de las líneas – Casos B y D (S/C SIN) – Feb. 2012 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 76/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Transformadores - Mayo 2011 Caso A.1.1 Caso C.1.1 100,00% Caso A.1.2 Caso C.1.2 80,00% Caso A.1.3 Caso C.1.3 60,00% Caso A.1.4 Caso C.1.4 40,00% Caso A.1.5 Caso C.1.5 20,00% Caso A.1.6 Caso C.1.6 PF1 - PF1 TRc1 PF1 - PF1 TRc4 PF1 - PF1 TRc3 PF1 - PF1 TRc2 PF1 - PF1 TRc1 PF4 - PF4 TRc2 PF4 - PF4 TRc1 LTQ - LTQ TRc1 PNU - PNU TRc2 PNU - PNU TRc1 JUD - JUD TRc2 JUD - JUD TRc1 PF2 - PF2 TRc1 PF2 - PF2 TRc1 IPP - IPP TRg1 PF1 - PF1 TRg1 PEP - PEP TRg4 PEP - PEP TRg3 PEP - PEP TRg2 PEP - PEP TRg1 PF3 - JCA TRg2 PF3 - JCA TRg1 ISI - ISI TRs3 ISI - ISI TRs2 ISI - ISI TRs1 0,00% Caso A.1.7 Caso C.1.7 Figura 34: Carga de transformadores – Casos A y C (C/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 77/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Transformadores - Mayo 2011 Caso B.1.1 Caso D.1.1 100,00% Caso B.1.2 Caso D.1.2 80,00% Caso B.1.3 Caso D.1.3 60,00% Caso B.1.4 Caso D.1.4 40,00% Caso B.1.5 Caso D.1.5 20,00% Caso B.1.6 Caso D.1.6 PF1 - PF1 TRc1 PF1 - PF1 TRc4 PF1 - PF1 TRc3 PF1 - PF1 TRc2 PF1 - PF1 TRc1 PF4 - PF4 TRc2 PF4 - PF4 TRc1 LTQ - LTQ TRc1 PNU - PNU TRc2 PNU - PNU TRc1 JUD - JUD TRc2 JUD - JUD TRc1 PF2 - PF2 TRc1 PF2 - PF2 TRc1 IPP - IPP TRg1 PF1 - PF1 TRg1 PEP - PEP TRg4 PEP - PEP TRg3 PEP - PEP TRg2 PEP - PEP TRg1 PF3 - JCA TRg2 PF3 - JCA TRg1 0,00% Caso B.1.7 Caso D.1.7 Figura 35: Carga de transformadores – Casos B y D (S/C SIN) – Mayo 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 78/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Transformadores - Nov 2011 Caso A.2.1 Caso C.2.1 100,00% Caso A.2.2 Caso C.2.2 80,00% Caso A.2.3 Caso C.2.3 60,00% Caso A.2.4 Caso C.2.4 40,00% Caso A.2.5 Caso C.2.5 20,00% Caso A.2.6 Caso C.2.6 PF1 - PF1 TRc1 PF1 - PF1 TRc4 PF1 - PF1 TRc3 PF1 - PF1 TRc2 PF1 - PF1 TRc1 PF4 - PF4 TRc2 PF4 - PF4 TRc1 LTQ - LTQ TRc1 PNU - PNU TRc2 PNU - PNU TRc1 JUD - JUD TRc2 JUD - JUD TRc1 PF2 - PF2 TRc1 PF2 - PF2 TRc1 IPP - IPP TRg1 PF1 - PF1 TRg1 PEP - PEP TRg4 PEP - PEP TRg3 PEP - PEP TRg2 PEP - PEP TRg1 PF3 - JCA TRg2 PF3 - JCA TRg1 ISI - ISI TRs3 ISI - ISI TRs2 ISI - ISI TRs1 0,00% Caso A.2.7 Caso C.2.7 Figura 36: Carga de transformadores – Casos A y C (C/C SIN) – Nov. 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 79/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Transformadores - Nov 2011 Caso B.2.1 Caso D.2.1 100,00% Caso B.2.2 Caso D.2.2 80,00% Caso B.2.3 Caso D.2.3 60,00% Caso B.2.4 Caso D.2.4 40,00% Caso B.2.5 Caso D.2.5 20,00% Caso B.2.6 Caso D.2.6 PF1 - PF1 TRc1 PF1 - PF1 TRc4 PF1 - PF1 TRc3 PF1 - PF1 TRc2 PF1 - PF1 TRc1 PF4 - PF4 TRc2 PF4 - PF4 TRc1 LTQ - LTQ TRc1 PNU - PNU TRc2 PNU - PNU TRc1 JUD - JUD TRc2 JUD - JUD TRc1 PF2 - PF2 TRc1 PF2 - PF2 TRc1 IPP - IPP TRg1 PF1 - PF1 TRg1 PEP - PEP TRg4 PEP - PEP TRg3 PEP - PEP TRg2 PEP - PEP TRg1 PF3 - JCA TRg2 PF3 - JCA TRg1 0,00% Caso B.2.7 Caso D.2.7 Figura 37: Carga de transformadores – Casos B y D (S/C SIN) – Nov. 2011 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 80/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Caso A.3.1 Transformadores - Feb 2012 Caso C.3.1 100,00% Caso A.3.2 Caso C.3.2 80,00% Caso A.3.3 Caso C.3.3 60,00% Caso A.3.4 Caso C.3.4 40,00% Caso A.3.5 20,00% Caso C.3.5 Caso A.3.6 0,00% PF1 - PF1 TRc1 PF1 - PF1 TRc4 PF1 - PF1 TRc3 PF1 - PF1 TRc2 PF1 - PF1 TRc1 PF4 - PF4 TRc2 PF4 - PF4 TRc1 LTQ - LTQ TRc1 PNU - PNU TRc2 PNU - PNU TRc1 JUD - JUD TRc2 JUD - JUD TRc1 PF2 - PF2 TRc1 PF2 - PF2 TRc1 IPP - IPP TRg1 PF1 - PF1 TRg1 PEP - PEP TRg4 PEP - PEP TRg3 PEP - PEP TRg2 PEP - PEP TRg1 PF3 - JCA TRg2 PF3 - JCA TRg1 ISI - ISI TRs3 ISI - ISI TRs2 ISI - ISI TRs1 Caso C.3.6 Caso A.3.7 Caso C.3.7 Figura 38: Carga de transformadores – Casos A y C (C/C SIN) – Feb. 2012 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 81/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 120,00% Caso B.3.1 Transformadores - Feb 2012 Caso D.3.1 100,00% Caso B.3.2 Caso D.3.2 80,00% Caso B.3.3 Caso D.3.3 60,00% Caso B.3.4 Caso D.3.4 40,00% Caso B.3.5 20,00% Caso D.3.5 Caso B.3.6 PF1 - PF1 TRc1 PF1 - PF1 TRc4 PF1 - PF1 TRc3 PF1 - PF1 TRc2 PF1 - PF1 TRc1 PF4 - PF4 TRc2 PF4 - PF4 TRc1 LTQ - LTQ TRc1 PNU - PNU TRc2 PNU - PNU TRc1 JUD - JUD TRc2 JUD - JUD TRc1 PF2 - PF2 TRc1 PF2 - PF2 TRc1 IPP - IPP TRg1 PF1 - PF1 TRg1 PEP - PEP TRg4 PEP - PEP TRg3 PEP - PEP TRg2 PEP - PEP TRg1 PF3 - JCA TRg2 PF3 - JCA TRg1 0,00% Caso D.3.6 Caso B.3.7 Caso D.3.7 Figura 39: Carga de transformadores – Casos B y D (S/C SIN) – Feb. 2012 – Escenarios 1 al 7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 82/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Eficiencia en barra de la S/E PEP-115kV 98,00% 97,50% 97,00% 96,50% 96,00% 95,50% 95,00% 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 Título del eje Figura 40: Eficiencia (rendimiento) del PEP para todos los casos analizados Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 83/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.1.D) CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO DE FC DE LA RED INTERNA DEL PEP Para analizar el comportamiento en régimen permanente de la Red Interna del Parque Eólico Paraguaná se plantean seis escenarios que abarcan las tres fases de instalación del parque (mayo 2011, noviembre 2011 y febrero 2012). En estas tres fases se determinan los voltajes en todas las barras (34,5kV) así como las potencias aparentes, activas y reactivas que entregan cada uno de los 8 grupos de AGs, para dos condiciones de generación eólica (en cada caso): viento máximo y viento promedio. A continuación en la Tabla 15 se identifican los casos de estudio. Tabla 15: Casos de estudio de FC de la Red Interna del PEP TENSION NOMINAL EN 115kV 1.00 en pu Viento Máximo (potencia máxima) Viento Promedio (potencia promedio) 42 AG Caso 1.1 Caso 1.2 54 AG Caso 2.1 Caso 2.2 76 AG Caso 3.1 Caso 3.2 Para estudiar el comportamiento de la Red Interna del PEP se ejecutan las corridas de FC manteniendo la tensión de la barra de 115kV de la S/E en 1.0pu. Todas las otras condiciones operativas así como la interacción entre la RESP y el PEP están consideradas en los resultados de FC de la RESP, antes analizados. Adicionalmente, para verificar el comportamiento en cuanto a las potencias activas, reactivas y factor de potencia del PEP en todas las condiciones de funcionamiento posibles se analizan estos valores al aplicar una rampa de viento. VII.1.E) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE FC DE LA RED INTERNA DEL PEP A continuación en la Tabla 16 y Tabla 17 se muestran las tensiones en todas las barras de la red interna del PEP para los seis casos considerados. En la Figura 41, Figura 42 y Figura 43 se muestran estos mismos resultados en forma gráfica. Analizando el perfil de tensiones de la red interna del PEP se puede ver que, en todos los casos analizados, las tensiones están dentro de los límites establecidos. Es decir las caídas de voltaje son muy pequeñas, las tensiones mínimas y máximas que se obtienen son del orden del 98% y 103% (respectivamente) de la tensión nominal (34,5kV). Como era de esperar, las tensiones mínimas se obtienen en la condición de viento máximo (máxima generación). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 84/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Dado que los generadores del PEP son máquinas de inducción las tensiones de la red interna del PEP dependen únicamente de la tensión de la barra de 115kV (y como consecuencia de las compensaciones capacitivas que dispone cada AG del PEP). Es decir, mientras el operador de la RESP mantenga un nivel de tensión adecuado de voltaje en la S/E JUDIBANA y por ende en la S/E PEP el parque no tendrá, desde el punto de vista de las tensiones, ningún problema de operación. En la Figura 44, Figura 45 y Figura 46 se muestran las potencias aparente (S), activa (P) y reactiva para cada grupo de AGs del PEP así como de los transformadores de potencia de la S/E PEP, para todos los casos analizados. En la Figura 47 y Figura 48 se muestra la potencia activa y reactiva del PEP así como el factor de potencia ante una rampa de viento que fuerza a que el sistema pase por todas las potencias posibles. En la Figura 49 se puede ver el factor de potencia del PEP contra la potencia activa que entrega el parque. En la zona de operación nominal del PEP el factor de potencia es mayor al 90% y mantiene un factor de potencia superior al 80% cuando las potencias son superiores a los 20MW generados. El consumo máximo de potencia reactiva del parque es del orden de los -30MVAr (cuando el PEP entrega 100MW). En las simulaciones realizadas se considera que toda la compensación de los AGs está conectada. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 85/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR GRUPO 4 GRUPO 3 GRUPO 2 GRUPO 1 ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 16: Tensiones de la Red Interna del PEP (primeros 4 grupos de AGs) MAYO 2011 NOVIEMBRE 2011 FEBRERO 2012 NODO Viento Promedio Viento máximo Viento Promedio Viento máximo Viento Promedio Viento máximo 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V AG11 1,017 1,024 0,995 0,993 1,020 1,027 0,995 0,993 1,018 1,026 0,995 0,993 AG12 1,019 1,026 0,997 0,996 1,020 1,028 0,997 0,996 1,020 1,027 0,997 0,996 AG13 1,020 1,027 1,000 0,999 1,020 1,028 1,000 0,999 1,021 1,029 1,000 0,999 AG14 1,023 1,030 1,004 1,003 1,021 1,029 1,004 1,003 1,024 1,031 1,004 1,003 AG15 1,025 1,032 1,008 1,007 1,021 1,029 1,008 1,007 1,026 1,033 1,008 1,007 AG16 1,027 1,034 1,011 1,010 1,022 1,030 1,011 1,010 1,027 1,034 1,011 1,010 AG31 1,032 1,039 1,019 1,019 1,023 1,031 1,019 1,019 1,032 1,039 1,019 1,019 AG32 1,031 1,038 1,018 1,018 1,023 1,031 1,018 1,018 1,031 1,039 1,018 1,018 AG33 1,030 1,037 1,017 1,016 1,023 1,031 1,017 1,016 1,030 1,038 1,017 1,016 AG01 1,007 1,013 0,978 0,975 1,017 1,025 0,978 0,975 1,009 1,016 0,978 0,975 AG02 1,009 1,015 0,981 0,978 1,017 1,025 0,981 0,978 1,011 1,018 0,981 0,978 AG03 1,010 1,017 0,983 0,981 1,018 1,026 0,983 0,981 1,012 1,019 0,983 0,981 AG04 1,012 1,018 0,986 0,984 1,018 1,026 0,986 0,984 1,014 1,021 0,986 0,984 AG05 1,014 1,021 0,990 0,988 1,019 1,027 0,990 0,988 1,016 1,023 0,990 0,988 AG06 1,017 1,023 0,994 0,992 1,019 1,027 0,994 0,992 1,018 1,025 0,994 0,992 AG07 1,018 1,025 0,997 0,995 1,020 1,028 0,997 0,995 1,020 1,027 0,997 0,995 AG08 1,020 1,026 0,999 0,998 1,020 1,028 0,999 0,998 1,021 1,028 0,999 0,998 AG09 1,020 1,027 1,001 0,999 1,020 1,028 1,001 0,999 1,021 1,029 1,001 0,999 AG10 1,021 1,028 1,001 1,000 1,020 1,028 1,001 1,000 1,022 1,029 1,001 1,000 AG17 1,007 1,014 0,979 0,976 1,017 1,025 0,979 0,976 1,010 1,017 0,979 0,976 AG18 1,009 1,016 0,981 0,979 1,018 1,025 0,981 0,979 1,011 1,018 0,981 0,979 AG19 1,011 1,017 0,984 0,982 1,018 1,026 0,984 0,982 1,013 1,020 0,984 0,982 AG20 1,012 1,019 0,987 0,985 1,018 1,026 0,987 0,985 1,014 1,021 0,987 0,985 AG21 1,015 1,021 0,991 0,989 1,019 1,027 0,991 0,989 1,016 1,023 0,991 0,989 AG22 1,017 1,024 0,995 0,993 1,019 1,027 0,995 0,993 1,018 1,025 0,995 0,993 AG23 1,019 1,025 0,998 0,996 1,020 1,028 0,998 0,996 1,020 1,027 0,998 0,996 AG24 1,020 1,027 1,000 0,998 1,020 1,028 1,000 0,998 1,021 1,028 1,000 0,998 AG25 1,021 1,028 1,001 1,000 1,020 1,028 1,001 1,000 1,022 1,029 1,001 1,000 AG26 1,021 1,028 1,002 1,001 1,020 1,028 1,002 1,001 1,022 1,029 1,002 1,001 AG27 1,018 1,025 0,996 0,995 1,020 1,028 0,996 0,995 1,019 1,027 0,996 0,995 AG28 1,020 1,027 0,999 0,998 1,020 1,028 0,999 0,998 1,021 1,028 0,999 0,998 AG29 1,021 1,028 1,002 1,000 1,021 1,028 1,002 1,000 1,022 1,030 1,002 1,000 AG30 1,024 1,031 1,006 1,005 1,021 1,029 1,006 1,005 1,025 1,032 1,006 1,005 AG47 1,029 1,036 1,014 1,013 1,022 1,030 1,014 1,013 1,029 1,036 1,014 1,013 AG48 1,030 1,037 1,017 1,016 1,023 1,031 1,017 1,016 1,030 1,038 1,017 1,016 AG49 1,032 1,039 1,019 1,019 1,023 1,031 1,019 1,019 1,032 1,039 1,019 1,019 AG50 1,033 1,039 1,020 1,020 1,023 1,031 1,020 1,020 1,032 1,040 1,020 1,020 AG51 1,033 1,040 1,021 1,021 1,023 1,031 1,021 1,021 1,033 1,040 1,021 1,021 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 86/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR GRUPO 8 GRUPO 7 GRUPO 6 GRUPO 5 ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 17: Tensiones de la Red Interna del PEP (segundo 4 grupos de AGs) MAYO 2011 NOVIEMBRE 2011 FEBRERO 2012 NODO Viento Promedio Viento máximo Viento Promedio Viento máximo Viento Promedio Viento máximo 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V 34.5 kV 690 V AG34 1,001 1,008 1,000 0,998 1,007 1,015 0,997 0,995 1,011 1,018 0,982 0,980 AG35 1,002 1,008 1,000 0,999 1,008 1,015 0,999 0,998 1,013 1,020 0,985 0,983 AG36 1,002 1,009 1,001 1,000 1,008 1,016 1,002 1,001 1,015 1,022 0,988 0,986 AG37 1,002 1,009 1,001 1,000 1,009 1,016 1,005 1,004 1,016 1,023 0,990 0,988 AG38 1,009 1,017 1,009 1,008 1,018 1,025 0,995 0,993 AG39 1,010 1,017 1,013 1,012 1,020 1,027 0,998 0,997 AG40 1,010 1,018 1,016 1,015 1,022 1,029 1,001 1,000 AG41 1,010 1,018 1,018 1,017 1,023 1,030 1,003 1,002 AG42 1,011 1,018 1,019 1,019 1,024 1,031 1,005 1,004 AG43 1,011 1,018 1,020 1,020 1,024 1,031 1,005 1,004 AG52 1,007 1,015 0,997 0,995 1,014 1,021 0,986 0,984 AG53 1,008 1,015 0,998 0,997 1,015 1,022 0,989 0,987 AG54 1,008 1,016 1,000 0,998 1,017 1,024 0,992 0,990 AG55 1,008 1,016 1,001 1,000 1,018 1,025 0,994 0,992 AG56 1,008 1,016 1,002 1,001 1,020 1,028 0,998 0,997 AG57 1,008 1,016 1,003 1,002 1,022 1,030 1,002 1,001 AG58 1,024 1,031 1,005 1,004 AG59 1,025 1,032 1,007 1,006 AG60 1,026 1,033 1,009 1,008 AG61 1,026 1,034 1,009 1,009 AG44 1,039 1,046 1,031 1,032 AG45 1,038 1,046 1,031 1,031 AG46 1,037 1,045 1,029 1,029 AG62 1,024 1,031 1,005 1,004 AG63 1,026 1,033 1,008 1,007 AG64 1,027 1,034 1,010 1,009 AG65 1,029 1,037 1,014 1,014 AG66 1,031 1,039 1,018 1,018 AG67 1,033 1,040 1,021 1,021 AG68 1,019 1,026 0,995 0,994 AG69 1,020 1,027 0,998 0,997 AG70 1,022 1,029 1,001 0,999 AG71 1,024 1,031 1,005 1,004 AG72 1,026 1,033 1,009 1,008 AG73 1,028 1,035 1,011 1,011 AG74 1,029 1,036 1,014 1,013 AG75 1,029 1,037 1,015 1,015 AG76 1,030 1,037 1,016 1,015 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 87/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 PERFIL DE TENSIONES DE LA RED INTERNA DEL PEP - MAYO 2011 1,060 TENSIONES EN POR UNIDAD 1,040 1,020 1,000 0,980 0,960 AG11 AG12 AG13 AG14 AG15 AG16 AG31 AG32 AG33 AG01 AG02 AG03 AG04 AG05 AG06 AG07 AG08 AG09 AG10 AG17 AG18 AG19 AG20 AG21 AG22 AG23 AG24 AG25 AG26 AG27 AG28 AG29 AG30 AG47 AG48 AG49 AG50 AG51 AG34 AG35 AG36 AG37 0,940 BARRAS DE LA RED INTERNA DEL PEP Viento Promedio Viento máximo Figura 41: Perfil de tensiones de la Red interna del PEP - Mayo 2011 (viento promedio y máximo) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 88/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 PERFIL DE TENSIONES DE LA RED INTERNA DEL PEP - NOVIEMBRE 2011 1,060 TENSIONES EN POR UNIDAD 1,040 1,020 1,000 0,980 0,960 0,940 BARRAS DE LA RED INTERNA DEL PEP Viento Promedio Viento máximo Figura 42: Perfil de tensiones de la Red interna del PEP – Nov. 2011 (viento promedio y máximo) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 89/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 PERFIL DE TENSIONES DE LA RED INTERNA DEL PEP - FEBRERO 2012 1,050 1,040 TENSIONES EN POR UNIDAD 1,030 1,020 1,010 1,000 0,990 0,980 0,970 0,960 0,950 AG75 AG73 AG71 AG69 AG67 AG65 AG63 AG46 AG44 AG60 AG58 AG56 AG54 AG52 AG42 AG40 AG38 AG36 AG34 AG50 AG48 AG30 AG28 AG26 AG24 AG22 AG20 AG18 AG10 AG08 AG06 AG04 AG02 AG33 AG31 AG15 AG13 AG11 0,940 BARRAS DE LA RED INTERNA DEL PEP Viento Promedio Viento máximo Figura 43: Perfil de tensiones de la Red interna del PEP - Febrero 2012 (viento promedio y máximo) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 90/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 POTENCIA APARENTE QUE ENTREGA CADA GRUPO DE AG Y TRX (TODOS LOS CASOS) POTENCIA APARENTE EN MVA 30,00 25,00 20,00 Caso 1.1 Caso 1.2 Caso 2.1 15,00 Caso 2.2 Caso 3.1 Caso 3.2 10,00 5,00 0,00 GR01 GR02 GR03 GR04 GR05 GR06 GR07 GR08 T1 T2 T3 T4 GRUPOS DE AGs Y TRANSFORMADORES DE LA S/E PEP Figura 44: Potencia aparente de cada grupo de AGs y TRX de la S/E PEP (todos los casos) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 91/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 POTENCIA ACTIVA QUE ENTREGA CADA GRUPO DE AG Y TRX (TODOS LOS CASOS) 30,00 POTENCIA ACTIVA EN MW 25,00 20,00 Caso 1.1 Caso 1.2 Caso 2.1 15,00 Caso 2.2 Caso 3.1 Caso 3.2 10,00 5,00 0,00 GR01 GR02 GR03 GR04 GR05 GR06 GR07 GR08 T1 T2 T3 T4 GRUPOS DE AGs Y TRANSFORMADORES DE LA S/E PEP Figura 45: Potencia activa de cada grupo de AGs y TRX de la S/E PEP (todos los casos) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 92/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 POTENCIA REACTIVA QUE ENTREGA CADA GRUPO DE AG Y TRX (TODOS LOS CASOS) 6,00 POTENCIA REACTIVA EN MVAR 4,00 2,00 Caso 1.1 Caso 1.2 0,00 GR01 GR02 GR03 GR04 GR05 GR06 GR07 GR08 T1 T2 T3 T4 Caso 2.1 Caso 2.2 Caso 3.1 -2,00 Caso 3.2 -4,00 -6,00 -8,00 GRUPO DE AGs Y TRANSFORMADORES DE LA S/E PEP Figura 46: Potencia reactiva de cada grupo de AGs y TRX de la S/E PEP (todos los casos) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 93/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 POTENCIA ACTIVA Y POTENCIA REACTIVA (RAMPA DE VIENTO) 120 100 P (MW) y Q (MVAR) 80 60 40 P Total Q Total 20 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 -20 -40 -60 Tiempo en ms Figura 47: Potencia activa y reactiva del PEP contra el tiempo ante una rampa de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 94/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FACTOR DE POTENCIA DEL PEP CONTRA LA VELOCIDAD DEL VIENTO 1,1 FACTOR DE POTENCIA DEL PEP 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0 5 10 15 20 25 VELOCIDAD DE VIENTO (m/s) Figura 48: Factor de potencia del PEP contra el tiempo ante una rampa de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 95/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FACTOR DE POTENCIA DEL PEP CONTRA LA POTENCIA ACTIVA QUE ENTREGA EL PARQUE 1,2 POTENCIA ACTIVA 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 20 40 60 80 100 120 POTENCIA ACTIVA DEL PEP Figura 49: Factor de potencia contra la potencia activa del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 96/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.2) VII.2.A) ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS (AC) ALCANCES Y METODOLOGÍA UTILIZADA Los estudios de FC permite analizar las condiciones de operación en RP del sistema en cuanto a las tensiones y corrientes así como los flujos de potencias (activas y reactivas). Cuando este análisis se hace para todas las condiciones anormales o de emergencia de la red eléctrica se conoce como estudio de contingencias. En general los estudios de contingencia pueden considerar uno (N-1) o más elementos (N-X) fuera de servicio en la red (ya sea por falla o por mantenimiento). Para realizar el presente estudio se utilizó la herramienta de análisis DIGSILENT Power Factory (versión 14). El estudio se realiza siguiendo el siguiente procedimiento: 1. Se elimina un elemento de la red (línea, transformador o generador, Figura 50), y se ejecuta un flujo de carga para observar el impacto en la operación en RP del sistema: sobrecargas de líneas o transformadores y tensiones fuera de rango. Si la condición del estudio es “N-1”, se elimina un solo elemento a la vez. En este caso habrá tantas ejecuciones de FC como elementos tenga la red. 2. Si se quiere hacer un análisis de contingencia N-2: con un elemento fuera de servicio, se elimina otro (dos elementos simultáneamente). En este caso el número de ejecuciones de flujo de carga son todas las combinaciones de tener uno y/o dos elementos fuera de servicio. 3. En el caso del estudio de la RESP son cerca de 200 contingencias (N-1) en todo el sistema incluyendo el parque eólico. Esto para cada caso, escenario y etapa de construcción del parque genera unas 14000 ejecuciones de flujos de carga. 4. El estudio de contingencia (N-1) en los casos de la RESP aislada del SIN si bien se podrían considerar como casos con doble contingencia o “N-2”, esto no es exactamente así: el caso de partida (el caso base), cuando no está la conexión ISIRO-PF2, la operación automática de los cambiadores de tomas y reguladores de la RESP han actuado y el sistema está operando de forma aislada con todos los ajustes realizados. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 97/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR SEP ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 50: Ejemplo de red con un elemento fuera de servicio (falla o mantenimiento) En general, el análisis de contingencias permite: Obtener los perfiles de tensión de la red y determinar los voltajes que están fuera de los límites establecidos en condiciones de contingencia. Verificar las posibles sobrecargas en la red eléctrica en condiciones de emergencia o contingencia. Verificar la posible superación de los límites de transmisión de régimen permanente en el sistema Los resultados del análisis de contingencia dependen fuertemente de la condición inicial: topología inicial y situación de generación/demanda de la red. Por lo tanto en primer lugar se deben definir los casos bases a ser analizados. Las premisas del estudio son las siguientes: 1. Se considerará contingencia simple: N-1. Sin embargo en los casos cuando la RESP opera aislada del SIN y se hace el análisis de contingencias simple N-1, en realidad se está considerando una contingencia N-2 (haciendo la salvedad de que si bien la red está en emergencia, han actuado los reguladores y cambiadores de tomas bajo carga de la RESP). 2. En condiciones de emergencia se aceptarán tensiones en el rango: - 8% y +7% del nominal. 3. En condiciones de contingencia aceptarán sobrecargas de hasta un 20%: 120% de la carga nominal. VII.2.B) CASOS DE ESTUDIO Se han seleccionado un grupo de casos representativos de cada una de las fases de instalación del PEP (mayo 2011, noviembre 2011 y febrero 2012). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 98/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Los casos a ser considerados son los más desfavorables en cuanto a la demanda de la RESP (demanda máxima) y los más probables desde el punto de vista de la generación: velocidad de viento promedio y dos máquinas operando en Josefa Camejo A continuación se indican los casos bases a ser analizados mediante análisis de contingencia. Tal como se ha mencionado, en los casos A, la RESP está conectada al SIN y se hace el análisis de contingencia N-1 (un elemento fallado o en mantenimiento). Igualmente se hace el análisis para algunos de los casos B, donde la RESP está aislada del SIN y por lo tanto al hacer el análisis de contingencia N-1, se debe considerar que el nexo ISIRO-PF2 está abierto y por lo tanto es una contingencia (N-2 o N-3 según se considere). CASOS CON LA RESP EN DEMANDA MÁXIMA Y CONECTADA AL SIN o Caso A-1.1: Viento promedio de Mayo 2011. o Caso A-2.1: Viento promedio de Noviembre 2011. o Caso A-3.1: Viento promedio de Febrero 2012. CASOS CON LA RESP EN DEMANDA MÁXIMA Y AISLADA DEL SIN VII.2.C) o Caso B-1.1: Viento promedio de Mayo 2011. o Caso B-2.1: Viento promedio de Noviembre 2011. o Caso B-3.1: Viento promedio de Febrero 2012. RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CONTIGENCIAS A continuación en la Tabla 18 se muestra un resumen de los resultados obtenidos para el Caso A-1.1. En la tabla se indican las barras y las tensiones tanto del caso base como las que están fuera de los límites establecidos (en contingencia), así como la línea o transformador que está fuera de servicio. También se indica en la tabla la contingencia que causa que el flujo de carga no converja y por lo tanto la red no es factible bajo dicha condición. Las fallas más críticas son la salida de las líneas de PLANTA CENTRO-ISIRO (230kV) y la salida de los generadores de la planta Josefa Camejo. En la Tabla 19 se indican las líneas y transformadores que se sobrecargan en cada caso así como los niveles de carga en el caso base (previo a cualquier contingencia). En la Tabla 20 se muestra un resumen de los resultados obtenidos para el Caso A-2.1. En la tabla se indican las barras y las tensiones tanto del caso base como las que están fuera de los límites establecidos (en contingencia), así como la línea o transformador que está fuera de servicio. En la tabla se muestra también la contingencia que causa que el flujo de carga no converja. Al igual que en el caso anterior las fallas más críticas son la salida de las líneas de PLANTA CENTRO-ISIRO (230kV) y la salida de los generadores de la planta Josefa Camejo. También resulta crítica la salida de los Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 99/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 transformadores 230/115kV de la S/E ISIRO. En la Tabla 21 se indican las líneas y transformadores que se sobrecargan en cada caso así como los niveles de carga en el caso base (previo a cualquier contingencia). Analizando los resultados del caso A-3.1 que se muestran en la Tabla 22 y Tabla 23 se pueden hacer comentarios muy similares a los de los dos casos anteriores. El resultado del análisis de contingencias para los Casos B, con la RESP aislada del SIN, arroja mejores resultados que en los casos anteriores. Esto sucede, como se ha dicho antes, porque los casos de partida (casos bases), cuando no está la conexión ISIRO-PF2, están ajustados los cambiadores de tomas y reguladores de la RESP y el sistema opera de forma aislada con todos los ajustes realizados. Adicionalmente, cuando la RESP está aislada del SIN, las fallas más impactantes sobre la red (PLANTA CENTRO, ISIRO, etc.) no afectan porque el sistema está desconectado del SIN. En la Tabla 24 se indican las líneas y transformadores que se sobrecargan en el Caso B.2.1, que son las líneas JUDIBANA-JOSEFA CAMEJO 115kV. Se debe resaltar que la salida de cualquiera de los dos generadores de la planta JOSEFA CAMEJO o de la generación de la S/E PF1 hace que el sistema no sea factible (el FC no converge). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 100/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 18: Análisis de contingencias a partir del Caso A.1.1 - Tensiones fuera de rango Barra BP1 BP1 S1 BP1 S2 BP2 BP2 S1 BP2 S2 Isiro 115kV Isiro 230kV Josefa Camejo 115kV Judibana 115kV Judibana 13.8kV 1 Judibana 13.8kV 2 Los Taques 115kV Los Taques 13.8 kV Pto Fijo I 115kV Pto Fijo IV 115kV Pueblo Nuevo 115kV Pueblo Nuevo 13.8 kV 1 Pueblo Nuevo 13.8 kV 2 Punto Fijo 2 115kV Punto Fijo I 13.8kV 1a Punto Fijo I 13.8kV 1b Punto Fijo I 13.8kV 2a Punto Fijo I 13.8kV 2b Punto Fijo I 13.8kV Gen #7-13 Punto Fijo I 34.5kV Punto Fijo II 13.8kV Punto Fijo II 34.5kV Punto Fijo IV 13.8kV 1 Punto Fijo IV 13.8kV 2 Planta Centro- Isiro L2 Planta Centro- Isiro L1 Josefa Camejo TRX 2 Josefa Camejo TRX 1 ElementoFallado Ninguno (RED NORMAL) ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS A PARTIR DEL CASO A.1.1 - TENSIONES FUERA DE RANGO Tensión (p.u.) Rango ACEPTABLE en CONTINGENCIA entre 0,92 pu y 1,07 pu (- 8% y +7%) 0,97 0,87 0,87 0,99 0,88 0,88 0,99 0,88 0,88 0,97 0,87 0,87 0,99 0,88 0,88 0,99 0,88 0,88 0,99 0,82 0,82 0,82 0,96 0,79 0,79 0,78 0,98 0,88 0,88 0,97 0,88 0,88 0,97 0,85 0,85 1,02 0,90 0,90 0,97 0,87 0,87 0,97 0,86 0,86 0,96 0,86 0,86 0,97 0,87 0,87 0,96 0,86 0,86 0,98 0,87 0,87 0,98 0,87 0,87 0,97 0,86 0,86 0,97 0,84 0,84 1,01 0,88 0,88 0,97 0,84 0,84 0,97 0,84 0,84 1,01 0,90 0,90 0,97 0,85 0,85 0,95 0,84 0,84 0,95 0,84 0,84 0,99 0,88 0,88 0,99 0,88 0,88 La falla de estos elementos hace que el flujo de carga no converga Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 101/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 19: Análisis de contingencias a partir del Caso A.1.1 – Sobrecarga de líneas y TRX Nexo Isiro AT1 Isiro AT3 Isiro AT2 Josefa Camejo TRX 2 Josefa Camejo TRX 1 TR Punto Fijo I 13.8kV T1 TR Punto Fijo I 13.8kV T2 TR Punto Fijo I 13.8kV T3 TR Punto Fijo I 13.8kV T4 TR Punto Fijo I 34.5kV T1 99 143 143 75 126 75 126 65 65 120 120 120 120 120 120 120 120 104 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 119 La falla de estos elementos hace que el flujo de carga no converga Carga (%) 192 192 145 145 145 145 141 141 138 138 122 122 138 138 138 138 137 137 120 140 124 120 120 120 120 124 124 124 124 120 120 120 120 120 120 120 120 124 124 124 Barra Isiro 115kV Isiro 230kV Punto Fijo I 13.8kV 1a Punto Fijo I 13.8kV 2a Punto Fijo I 13.8kV 2b TRX gen #7-13 Planta Centro- Isiro L2 Planta Centro- Isiro L1 Josefa Camejo TRX 2 Josefa Camejo TRX 1 Ninguno Tabla 20: Análisis de contingencias a partir del Caso A.2.1 - Tensiones fuera de rango ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS A PARTIR DEL CASO A.2.1 - TENSIONES FUERA DE RANGO Elemento Fallado Tensión (p.u.) Rango ACEPTABLE en CONTINGENCIA entre 0,92 pu y 1,07 pu (- 8% y +7%) 0,96 0,95 0,96 0,96 0,96 La falla de estos elementos hace que el flujo de carga no converga Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB TRX gen #7-13 Punto Fijo 2 - Judibana (Vieja) Punto Fijo 2 - Judibana (Nueva) Punto Fijo 1 - Punto Fijo 4 L2 Punto Fijo 1 - Punto Fijo 4 L1 Planta Centro- Isiro L2 Planta Centro- Isiro L1 Josefa Camejo TRX 2 Josefa Camejo TRX 1 Josefa Camejo - Punto Fijo 4 L2 Josefa Camejo - Punto Fijo 4 L1 Isiro - Punto Fijo 2 (Vieja( Isiro AT3 Isiro AT2 Isiro AT1 Nexo Fallado El Isiro - Punto Fijo 2 (Nueva) Caso Base ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS A PARTIR DEL CASO A.1.1 - SOBRECARGA DE LÍNEAS Y TRX 0,89 0,88 0,92 0,92 0,92 102/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 21: Análisis de contingencias a partir del Caso A.2.1 – Sobrecarga de líneas y TRX TRX gen #7-13 Planta Centro- Isiro L2 Planta Centro- Isiro L1 Josefa Camejo TRX 2 Josefa Camejo TRX 1 Isiro AT3 Isiro AT2 Nexo Fallado Isiro AT1 Caso Base ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS A PARTIR DEL CASO A.2.1 - SOBRECARGA DE LÍNEAS Y TRX Carga (%) Nexo Isiro AT1 Isiro AT2 Isiro AT3 100 148 148 89 141 133 89 141 133 La falla de estos elementos hace que el flujo de carga no converga 143 128 128 Tabla 22: Análisis de contingencias a partir del Caso A.3.1 - Tensiones fuera de rango Barra Isiro 115kV Isiro 230kV Judibana 13.8kV 1 Los Taques 13.8 kV Pto Fijo I 115kV Pto Fijo IV 115kV Pueblo Nuevo 115kV Pueblo Nuevo 13.8 kV 1 Pueblo Nuevo 13.8 kV 2 Punto Fijo 2 115kV Punto Fijo I 13.8kV 1a Punto Fijo I 13.8kV 2a Punto Fijo I 13.8kV 2b Punto Fijo I 34.5kV Punto Fijo II 13.8kV Punto Fijo II 34.5kV Planta Centro -Isiro L2 Planta Centro- Isiro L1 Josefa Camejo TRX 2 Josefa Camejo TRX 1 Elemento Fallado Ninguno ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS A PARTIR DEL CASO A.3.1 - TENSIONES FUERA DE RANGO Tensión (p.u.) Rango ACEPTABLE en CONTINGENCIA entre 0,92 pu y 1,07 pu (- 8% y +7%) 1,02 0,91 0,89 0,96 0,87 0,87 0,84 0,83 0,97 0,91 0,91 0,99 0,92 0,92 0,97 0,91 0,91 0,98 0,92 0,92 0,97 0,91 0,91 0,98 0,92 0,92 0,98 0,92 0,92 0,97 0,91 0,91 0,99 0,91 0,91 0,99 0,91 0,91 0,99 0,91 0,91 0,99 0,92 0,92 0,98 0,91 0,91 0,98 0,91 0,91 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 103/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 23: Análisis de contingencias a partir del Caso A.3.1 – Sobrecarga de líneas y TRX Josefa Camejo TRX 2 TRX gen #7-13 91 Josefa Camejo TRX 1 Nexo Isiro AT1 Isiro AT3 Nexo Fallado Isiro AT2 Caso Base ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS A PARTIR DEL CASO A.3.1 - SOBRECARGA DE LÍNEAS Y TRX 129 Carga (%) 129 163 163 130 Tabla 24: Análisis de contingencias a partir del Caso B.2.1 – Sobrecarga de líneas y TRX Nexo Judibana - Josefa Camejo 1 Judibana - Josefa Camejo 2 VII.3) VII.3.A) TRX gen #7-13 Josefa Camejo TRX 2 Josefa Camejo TRX 1 Judibana - Josefa Camejo 2 Judibana - Josefa Camejo 1 Nexo Fallado Caso Base ANÁLISIS DE CONTINGENCIAS A PARTIR DEL CASO B.2.1 - SOBRECARGA DE LÍNEAS Y TRX Carga (%) 120 62 62 120 La falla de estos elementos hace que el flujo de carga no converga ESTUDIOS DE CORTOCIRCUITO (CC) ALCANCES Y METODOLOGÍA UTILIZADA Para realizar este estudio se utilizó la herramienta de análisis DIGSILENT Power Factory (versión 14). La finalidad y alcances de los estudios de CC son los siguientes: 1. Determinar los Niveles de CC (NCC) de la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná en los niveles de tensión de 230kV, 115kV, 34.5kV y 13.8kV (diagrama unifilar de la Figura 5). Analizar el impacto que tiene la incorporación del Parque Eólico Paraguaná, en sus diferentes fases de entrada en servicio, sobre los NCC de la RESP. 2. Calcular los NCC de la red interna del Parque Eólico Paraguaná en los niveles de 34,5kV así como de las barras principales la S/E PEP, en los niveles de 115kV y 34,5kV. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 104/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 El estudio de CC ha permitido también validar las bases de datos desarrolladas en DIGSILENT Power Factory. Se han verificado la coherencia de los parámetros y modelos a usados en los diferentes estudios. La validación se ha realizado comparando los NCC actuales de la red (en base a la información suministrada por CADAFE/CORPOELEC) con los obtenidos mediante las simulaciones realizadas. El método utilizado para determinar los NCC es el descrito en la norma IEC 60909, mediante el programa de cálculo DIGSILENT Power Factory (versión 14). Usando los casos y la base de datos desarrollada en DIGSILENT se pueden determinar los NCC aplicando otras metodologías y/o considerando cualquier otra condición requerida, no contemplada en este estudio. VII.3.B) CASOS DE ESTUDIO DE CC DE LA RESP A continuación se describen los casos a ser analizados en el estudio de CC de la RESP ante la incorporación del Parque Eólico Paraguaná: 1. Se consideran las tres etapas contempladas en la fase de instalación del PEP: mayo del 2010 (42 AGs), noviembre del 2010 (54 AGs) y febrero del 2011 (76 AGs). 2. Para calcular los niveles de CC máximos y mínimos posibles se consideran las siguientes condiciones de generación: a. La planta Josefa Camejo (PUNTO FIJO II) con uno (1) y tres (3) generadores en operación. b. La planta IPP-GENEVAPCA desconectada y conecta a la RESP (con un generador) c. La S/E PUNTO FIJO I con toda la generación disponible (cinco generadores). d. El Parque Eólico Paraguaná con todos sus generadores conectados, en las distintas fases antes mencionadas. Los casos de estudio de CC planteados, que se describen e identifican en la Tabla 25, han sido seleccionados para determinar los NCC máximos y mínimos esperados y también para analizar el impacto de la incorporación del PEP, en sus diferentes fases, sobre los Niveles de CC del sistema. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 105/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 25: Casos para el estudio de CC (14 condiciones de generación consideradas) CASOS DE ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO (14 CONDICIONES) GENERACIÓN IDENTIFICACIÓN DEL CASO Con conexión ISIRO-PUNTO FIJO II Sin conexión ISIRO-PUNTO FIJO II Nota 1: Nota 2: Nota 3: Nota 4: Nota 5: VII.3.C) Número Fecha Nombre 1 jun-2010 Caso CC -1 PUNTO FIJO III (Josefa Camejo) 3 GEN 1 GEN PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ S/GEN 2 feb-2012 Caso CC -2 3 GEN 1 GEN 76 AG 3 nov-2011 Caso CC -3 3 GEN 1 GEN 54 AG 4 may-2011 Caso CC -4 3 GEN 1 GEN 42 AG 5 feb-2012 Caso CC -5 3 GEN S/GEN 76 AG 6 nov-2011 Caso CC -6 3 GEN S/GEN 54 AG 7 may-2011 Caso CC -7 3 GEN S/GEN 42 AG 8 feb-2012 Caso CC -8 1 GEN 1 GEN 76 AG 9 nov-2011 Caso CC -9 1 GEN 1 GEN 54 AG 10 may-2011 Caso CC -10 1 GEN 1 GEN 42 AG 11 feb-2012 Caso CC -11 1 GEN S/GEN 76 AG 12 nov-2011 Caso CC -12 1 GEN S/GEN 54 AG 13 may-2011 Caso CC -13 1 GEN S/GEN 42 AG 14 jun-2010 Caso CC -14 1 GEN S/GEN S/GEN IPP (GENEVAPCA) Nota 1 Nota 2 Nota 3 Nota 4 Nota 5 La generación en Punto Fijo I se considera siempre conectada (5 x 20 MW) Caso 1: Caso base para determinar el máximo NCC sin el PEP (ACTUAL) Caso 2: Caso para determinar el máximo NCC con el PEP (FUTURO) Caso 13: Caso para determinar el mínimo NCC con el PEP (42 AG) Caso 14: Caso base para determinar el mínimo NCC sin el PEP (ACTUAL) RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CC DE LA RESP Como se ha dicho, los casos planeados permiten determinar los niveles máximos y mínimos de CC trifásico del sistema, en todas las barras, ante la incorporación del Parque Eólico Paraguaná. Se han incluido casos adicionales que permiten analizar el incremento de los NCC a medida que se incluyen aerogeneradores y máquinas al sistema. 1. En la Tabla 26 se muestran los resultados obtenidos en cuanto a los Niveles de CC trifásicos en todos los casos y para todas las barras del sistema. 2. En la Figura 51 y Figura 52 se muestran los NCC en todas las barras del sistema para todos los casos analizados (descritos en la Tabla 25). En las figuras se resaltan los NCC de la barra de 115kV del PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 106/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 a. Los NCC máximos se obtienen con la RESP conectada al SIN, considerando la capacidad máxima de generación y con los 76 AGs del parque conectados (Caso 2). b. A medida que se va eliminando generadores de la red o se van desconectando AGs del PEP los niveles de CC se hacen menores. 3. Los Casos 1 y 14 corresponden a los casos límite (superior e inferior respectivamente) sin el PEP conectado a la RESP. 4. El Caso 1 se corresponde con la situación en la que estará el sistema antes de la entrada del PEP: RESP conectada al SIN (sistema con la máxima generación prevista justo antes de la entrada en servicio de la S/E PEP). Este caso muestra los niveles de CC máximos sin considerar el PEP. 5. El Caso 14 corresponde a la situación donde la RESP opera de forma aislada del SIN (contingencia): sistema con la mínima generación prevista justo antes de la entrada en servicio de la S/E PEP. Este caso muestra los niveles de CC mínimos sin considerar el PEP. 6. El Caso 2 corresponde al límite superior de los NCC: máxima generación en el sistema y todos los AGs conectados. 7. En la Figura 53 se muestran los NCC máximos y mínimos (Caso 2 y 14 respectivamente) en todas las barras de 230kV y 115kV del sistema. 8. En la Figura 54 se muestran los NCC máximos y mínimos (Caso 2 y 14) en todas las barras de 34,5kV y 13,8kV del sistema. 9. En la Tabla 27 se muestra el incremento (máximo estimado) de los NCC ante la incorporación del PEP. El incremento de los NCC se muestran para todas las barras del sistema considerando la diferencia entra la máxima generación en la RESP, sin el PEP (Caso 1) y la incorporación del PEP con los 76 AGs (Caso 2). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 107/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 26: NCC 3F de la RESP (14 condiciones) NIVELES DE CORTOCIRCUITO DE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ EN MVA PARA TODOS LOS CASOS ANALIZADOS C/C a ISIRO y con IPP (GENEVAPCA) BARRA Planta Centro 230kV Isiro 230kV Isiro 115kV Pto. Fijo 2 115kV A Judibana 115kV Josefa Camejo 115kV Pto Fijo IV 115kV Pto Fijo I 115kV Genevapca 115kV 1 BP1 Los Taques 115kV Pueb. Nvo. 115kV Pto. Fijo I 34.5kV Pto. Fijo II 34.5kV BP1 S1 BP2 S1 Pto. Fijo II 13.8kV Judibana 13.8kV 1 Judibana 13.8kV 2 Josefa Camejo 16.5kV G1 Josefa Camejo 16.5kV G2 Josefa Camejo 16.5kV G3 Pto. Fijo IV 13.8kV 1 Pto. Fijo IV 13.8kV 2 Pto. Fijo I 13.8kV Gen #7-13 Pto. Fijo I 13.8kV 1a Pto. Fijo I 13.8kV 1b Pto. Fijo I 13.8kV 2a Pto. Fijo I 13.8kV 2b Los Taques 13.8 kV Pueb. Nvo. 13.8 kV 1 Pueb. Nvo. 13.8 kV 2 Genevapca 16.5kV G1 PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PNU-115x PF1-345x PF2-345x PEP-345a PEP-345b PF2-138x JUD-138a JUD-138b JCA-138a JCA-138b JCA-138c PF4-138a PF4-138b PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF1-138d PF1-138e LTQ-138x PNU-138a PNU-138b IPP-138x C/C a ISIRO y sin IPP (GENEVAPCA) S/C a ISIRO (aislado del SIN) y con IPP (GENEVAPCA) S/C a ISIRO (aislado del SIN) y sin IPP (GENEVAPCA) Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4 Caso 5 Caso 6 Caso 7 Caso 8 MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA MVA 7799,09 1762,49 1833,85 3540,96 3964,77 4113,70 3436,21 3517,40 1865,16 1686,00 1685,02 1118,88 319,31 633,87 192,94 306,01 306,01 2930,56 2930,56 2930,56 305,18 305,18 1632,07 305,83 305,83 305,83 305,83 182,41 258,61 258,61 1099,42 7800,10 1766,00 1839,41 3730,16 4264,19 4406,05 3622,38 3695,32 1902,64 2022,85 2021,44 1140,76 320,73 639,75 663,63 661,01 193,48 307,68 307,68 2985,00 2985,00 2985,00 306,60 306,60 1644,40 307,13 307,13 307,13 307,13 185,66 259,80 259,80 1102,77 7799,89 1765,28 1838,27 3689,59 4198,77 4342,39 3582,38 3657,25 1894,84 1942,21 1940,91 1136,20 320,44 638,53 659,43 525,08 193,36 307,33 307,33 2973,60 2973,60 2973,60 306,30 306,30 1641,84 306,86 306,86 306,86 306,86 184,97 259,55 259,55 1102,07 7799,72 1764,67 1837,31 3656,31 4145,64 4290,60 3549,62 3625,99 1888,34 1879,96 1878,74 1132,41 320,19 637,51 655,99 447,88 193,27 307,04 307,04 2964,15 2964,15 2964,15 306,06 306,06 1639,71 306,64 306,64 306,64 306,64 184,40 259,35 259,35 1101,50 7798,55 1760,68 1830,89 3456,56 4010,00 4144,75 3388,05 3379,12 1976,25 1974,90 1122,02 318,16 631,20 661,12 658,50 192,69 306,28 306,28 2936,65 2936,65 2936,65 304,81 304,81 1622,22 304,78 304,78 304,78 304,78 185,25 258,80 258,80 - 7798,31 1759,84 1829,56 3415,62 3944,59 4080,86 3347,39 3341,03 1895,60 1894,36 1117,03 317,81 629,80 656,73 522,57 192,56 305,89 305,89 2924,12 2924,12 2924,12 304,48 304,48 1619,23 304,46 304,46 304,46 304,46 184,53 258,52 258,52 - 7798,10 1759,13 1828,45 3382,04 3891,48 4028,88 3314,08 3309,75 1833,34 1832,18 1112,87 317,52 628,64 653,14 445,37 192,45 305,56 305,56 2913,72 2913,72 2913,72 304,20 304,20 1616,74 304,19 304,19 304,19 304,19 183,93 258,29 258,29 - 1937,39 2038,18 2055,20 1912,18 1982,86 1408,99 1433,49 1432,79 884,34 298,36 552,14 622,81 620,23 184,62 285,21 285,21 2294,05 285,04 285,04 1457,26 286,56 286,56 286,56 286,56 178,83 243,59 243,59 1048,29 1884,76 1972,74 1991,02 1859,80 1930,45 1388,20 1352,91 1352,28 872,11 297,14 547,74 615,20 484,29 184,13 283,89 283,89 2262,04 283,83 283,83 1447,38 285,43 285,43 285,43 285,43 177,51 242,63 242,63 1045,23 1841,61 1919,61 1938,83 1816,88 1887,42 1370,72 1290,61 1290,04 861,82 296,09 544,01 608,84 407,12 183,70 282,76 282,76 2235,15 282,81 282,81 1438,96 284,47 284,47 284,47 284,47 176,40 241,81 241,81 1042,61 1650,22 1762,62 1777,98 1645,06 1666,51 1318,29 1317,70 828,58 290,09 526,07 611,54 608,97 181,61 279,10 279,10 2147,05 278,31 278,31 1391,52 278,93 278,93 278,93 278,93 176,88 239,12 239,12 - 1597,11 1697,21 1713,55 1591,75 1614,08 1237,76 1237,24 814,20 288,45 520,50 602,82 473,04 180,94 277,40 277,40 2109,20 276,73 276,73 1378,60 277,40 277,40 277,40 277,40 175,35 237,88 237,88 - 1553,57 1644,12 1661,18 1548,08 1571,05 1175,48 1175,01 802,05 287,03 515,76 595,48 395,89 180,37 275,95 275,95 2077,31 275,37 275,37 1367,55 276,09 276,09 276,09 276,09 174,05 236,81 236,81 - 1402,60 1463,51 1482,41 1396,86 1421,43 981,20 980,88 757,39 281,59 497,89 178,13 270,35 270,35 1960,11 270,14 270,14 1325,51 271,06 271,06 271,06 271,06 169,11 232,68 232,68 - Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB Caso 9 Caso 10 Caso 11 Caso 12 Caso 13 Caso 14 108/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Niveles de Cortocircuito por caso en 115 kV - C/C Isiro 8000,00 PLC-230x 7000,00 ISI-230x ISI-115x 6000,00 PF2-115x JUD-115x PF3-115x 4000,00 PF4-115x 1833,34 1895,60 1976,25 1879,96 2000,00 1942,21 1686,00 3000,00 2022,85 MVAcc 5000,00 PF1-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x 1000,00 PNU-115x 0,00 Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4 Caso 5 Caso 6 Caso 7 CASO DE ESTUDIO Figura 51: NCC 3F en los casos 1 al 7 (RESP conectada al SIN) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 109/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Niveles de Cortocircuito por caso en 115 kV - S/C a Isiro 2500,00 PLC-230x ISI-230x PF2-115x 1000,00 JUD-115x 981,20 1175,48 1237,76 1318,29 1290,61 1352,91 ISI-115x MVAcc 1500,00 1433,49 2000,00 PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x 500,00 PEP-115x LTQ-115x PNU-115x 0,00 Caso 8 Caso 9 Caso 10 Caso 11 Caso 12 Caso 13 Caso 14 CASO DE ESTUDIO Figura 52: NCC 3F en los casos 8 al 14 (RESP aislada del SIN) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 110/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x Caso 2 757,39 980,88 0,00 981,20 1421,43 1396,86 1482,41 1463,51 1402,60 0 0 0 1140,76 2021,44 2022,85 1902,64 3695,32 3622,38 4406,05 4264,19 1839,41 1766,00 3730,16 7800,10 Niveles de Cortocircuito Máximos y Mínimos en las barras de 230kV y 115kV en los casos 2 y 14 (condiciones límites) Caso 14 Figura 53: NCC 3F MÁX y MÍN (casos 2 y 14) en los niveles de 230kV y 115kV Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 111/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Niveles de Cortocircuito Máximos y Mínimos en las barras de 34,5kV y 13,8kV en los casos 2 y 14 (condiciones límites) PEP-345a JCA-138c PF1-138e PEP-345b PF4-138a LTQ-138x PF2-138x PF4-138b PNU-138a JUD-138a PF1-138a PNU-138b 1960,11 0,00 232,68 232,68 169,11 271,06 271,06 271,06 271,06 270,14 270,14 0,00 270,35 0,00 270,35 178,13 0,00 0,00 259,80 259,80 185,66 307,13 307,13 307,13 Caso 2 281,59 497,89 1102,77 1325,51 1644,40 307,13 306,60 306,60 307,68 307,68 661,01 193,48 663,63 320,73 639,75 JUD-138b PF1-138b IPP-138x 2985,00 2985,00 PF2-345x JCA-138b PF1-138d 2985,00 PF1-345x JCA-138a PF1-138c Caso 14 Figura 54: NCC 3F MÁX y MÍN (casos 2 y 14) en los niveles de 34,5kV y 13,8kV Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 112/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 27: Máximo incremento en los NCC trifásicos de la RESP debido al PEP (Caso 1 y Caso 2) BARRA Planta Centro 230kV Isiro 230kV Isiro 115kV Pto. Fijo 2 115kV A Judibana 115kV Josefa Camejo 115kV Pto Fijo IV 115kV Pto Fijo I 115kV Genevapca 115kV 1 BP1 Los Taques 115kV Pueb. Nvo. 115kV Pto. Fijo I 34.5kV Pto. Fijo II 34.5kV BP1 S1 BP2 S1 Pto. Fijo II 13.8kV Judibana 13.8kV 1 Judibana 13.8kV 2 Josefa Camejo 16.5kV G1 Josefa Camejo 16.5kV G2 Josefa Camejo 16.5kV G3 Pto. Fijo IV 13.8kV 1 Pto. Fijo IV 13.8kV 2 Pto. Fijo I 13.8kV Gen #7-13 Pto. Fijo I 13.8kV 1a Pto. Fijo I 13.8kV 1b Pto. Fijo I 13.8kV 2a Pto. Fijo I 13.8kV 2b Los Taques 13.8 kV Pueb. Nvo. 13.8 kV 1 Pueb. Nvo. 13.8 kV 2 Genevapca 16.5kV G1 NCC PLC-230x ISI-230x ISI-115x PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x IPP-115x PEP-115x LTQ-115x PNU-115x PF1-345x PF2-345x PEP-345a PEP-345b PF2-138x JUD-138a JUD-138b JCA-138a JCA-138b JCA-138c PF4-138a PF4-138b PF1-138a PF1-138b PF1-138c PF1-138d PF1-138e LTQ-138x PNU-138a PNU-138b IPP-138x Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB NCCCaso 2 NCCCaso 1 100 NCCCaso 1 0,01% 0,20% 0,30% 5,34% 7,55% 7,11% 5,42% 5,06% 2,01% 19,98% 19,97% 1,96% 0,44% 0,93% 0,28% 0,55% 0,55% 1,86% 1,86% 1,86% 0,46% 0,46% 0,76% 0,43% 0,43% 0,43% 0,43% 1,78% 0,46% 0,46% 0,30% 113/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.3.D) ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CC DE LA RESP Los casos analizados permiten determinar los niveles máximos y mínimos de CC trifásico del sistema, en todas las barras, ante la incorporación del Parque Eólico Paraguaná. 1. El NCC trifásico en la barra de 115kV en del PEP va desde un valor mínimo de 981 MVA hasta un valor máximo de 2.023 MVA ( NCC = 1042 MVA 106% de diferencia). Esta diferencia se obtiene considerando la generación máxima (Caso 2) y mínima (Caso 14). 2. Para determinar el impacto de la incorporación de los 76 AG sobre el NCC trifásico del sistema se deben comparar los Casos 1 y 2. Por ejemplo, tomando la barra de 115kV del PEP y analizando las dos condiciones mencionadas: a. Caso 1: RESP con la máxima generación y sin el PEP: 1.686 MVA b. Caso 2: RESP con la máxima generación y con (todo) el PEP: 2.023 MVA c. El cambio den el NCC entre las dos condiciones es de NCC = 336,85 MVA es decir un 20% de incremento. Este se puede considerar como el aporte máximo a los niveles de CC de la RESP de los AGs del Parque Eólico Paraguaná. 3. Haciendo el mismo ejercicio anterior (Casos 1 y 2), pero tomando una barra más alejada del PEP, como es la barra JUDIBANA 115kV, se obtiene: a. Caso 1: RESP con la máxima generación y con sin el PEP: 3965 MVA b. Caso 2: RESP con la máxima generación y con todo el PEP: 4264 MVA c. El cambio den el NCC entre estas dos condiciones es de NCC = 300 MVA un 7,55% de incremento). es decir d. Como es evidente el incremento en los NCC debido al PEP se hace menos notable a medida que se consideran barras más alejadas al parque. Es decir, el aporte a las corrientes de CC del PEP es mucho menor a medida que se consideran barras alejadas eléctricamente del PEP. 4. En conclusión, se puede decir que el impacto del PEP sobre los NCC de la RESP es menor al 7,55%, que es el máximo que se obtiene en la barra de 115kV de JUDIBANA (obviamente sin considerar las propias barras del PEP). En la Tabla 27 se muestra los incrementos porcentuales de los NCC en todas las barras. 5. Cualquier otra condición no contemplada en este estudio puede ser calculada fácilmente usando la base de datos desarrollada en DIGSILENT Power Factory. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 114/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.3.E) CASOS DE ESTUDIO DE CC DE LA RED INTERNA DEL PEP A continuación se describen los casos a ser analizados en el estudio de CC de la red interna Parque Eólico Paraguaná. Los casos han sido seleccionados para determinar los NCC trifásicos máximos y mínimos esperados en las distintas fases de construcción del PEP. Con conexión ISIRO-PUNTO FIJO II Sin conexión ISIRO-PUNTO FIJO II VII.3.F) CASOS DE ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO DE LA RED INTERNA DEL PEP (6 CONDICIONES) IDENTIFICACIÓN DEL GENERACIÓN PARQUE PUNTO FIJO III IPP EÓLICO Caso Fecha (Josefa Camejo) (GENEVAPCA) PARAGUANÁ Caso 1 feb-2012 3 GEN 1 GEN 76 AG NCC MÁXIMO Caso 2 nov-2011 3 GEN 1 GEN 54 AG Caso 3 may-2011 3 GEN 1 GEN 42 AG Caso 4 feb-2012 1 GEN S/GEN 76 AG Caso 5 nov-2011 1 GEN S/GEN 54 AG Caso 6 may-2011 1 GEN S/GEN 42 AG NCC MÍNIMO RESULTADOS DEL ESTUDIO DE CC DE LA RED INTERNA DEL PEP Los casos analizados permiten determinar los niveles máximos y mínimos de CC trifásico de la red, en todas las barras, ante la incorporación del Parque Eólico Paraguaná. También se han calculado casos adicionales que permiten analizar el incremento de los NCC a medida que se incluyen aerogeneradores y máquinas al sistema. 1. En la Tabla 28 se muestran los resultados obtenidos en cuanto a los Niveles de CC trifásicos en todos los casos (1 al 6) y para todas las barras de la red interna del PEP. 2. En la Figura 55 se muestran de forma gráfica los NCC máximos y mínimos de todas las barras de la red interna del PEP. 3. En la Figura 56 se muestran los NCC máximos y mínimos en las barras de 115kV y 34,5kV de la S/E PEP, durante las fases de entrada del PEP (mayo 2011, noviembre 2011 y febrero 2012). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 115/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 28: NCC trifásicos de la red interna del PEP (Casos 1 al 6) GRUPO DE AG No. 3 GRUPO DE AG No. 2 GRUPO DE AG No. 1 S/E PEP BARRAS PEP-1 PEP-2 B1-S1 B1-S2 B2-S1 B2-S2 AG11 AG12 AG13 AG14 AG15 AG16 AG33 AG32 AG31 AG01 AG02 AG03 AG04 AG05 AG06 AG07 AG08 AG09 AG10 AG17 AG18 AG19 AG20 AG21 AG22 AG23 AG24 CASO 1 CASO 2 feb-12 76 AG MVAcc MVAcc CASO 3 CASO 4 nov-11 54 AG MVAcc MVAcc CASO 5 CASO 6 may-11 42 AG MVAcc MVAcc Máx Mín Máx Mín Máx Mín 2022,85 1942,21 1879,96 1318,29 1237,76 1175,48 2022,85 1942,21 1879,96 1318,29 1237,76 1175,48 663,63 659,43 655,99 611,54 602,82 595,48 663,63 659,43 655,99 611,54 602,82 595,48 661,01 525,08 447,88 608,97 473,04 395,89 661,01 525,08 447,88 608,97 473,04 395,89 442,00 440,42 439,10 424,61 421,33 418,49 410,98 409,68 408,59 396,94 394,25 391,90 382,72 381,65 380,75 371,36 369,14 367,20 334,85 334,12 333,50 327,36 325,85 324,52 295,50 294,98 294,54 290,48 289,43 288,51 263,09 262,72 262,40 259,67 258,93 258,28 199,46 199,30 199,15 198,16 197,86 197,58 182,77 182,64 182,53 181,83 181,60 181,40 168,31 168,21 168,12 167,63 167,45 167,29 639,81 635,86 632,63 591,89 583,77 576,91 610,06 606,48 603,54 567,45 560,12 553,90 571,42 568,33 565,79 535,44 529,12 523,73 530,87 528,29 526,15 501,28 495,97 491,42 456,62 454,87 453,40 437,20 433,57 430,42 392,17 391,00 390,01 379,63 377,19 375,07 339,44 338,64 337,97 331,23 329,59 328,14 296,90 296,35 295,87 291,40 290,26 289,26 262,44 262,04 261,69 258,64 257,84 257,13 234,19 233,90 233,64 231,51 230,93 230,41 632,72 628,86 625,69 586,07 578,13 571,43 602,07 598,59 595,73 560,87 553,74 547,70 563,10 560,12 557,66 528,50 522,39 517,18 522,82 520,33 518,27 494,44 489,33 484,94 449,74 448,05 446,64 431,15 427,66 424,64 386,70 385,58 384,62 374,69 372,35 370,30 335,19 334,42 333,77 327,31 325,72 324,33 293,58 293,04 292,58 288,28 287,19 286,22 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 116/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 GRUPO DE AG No. 7 GRUPO DE AG No. 6 GRUPO DE AG No. 5 GRUPO DE AG No. 4 BARRAS AG25 AG26 AG27 AG28 AG29 AG30 AG47 AG48 AG49 AG50 AG51 AG34 AG35 AG36 AG37 AG38 AG39 AG40 AG41 AG42 AG43 AG52 AG53 AG54 AG55 AG56 AG57 AG58 AG59 AG60 AG61 AG67 AG66 AG65 CASO 1 CASO 2 feb-12 76 AG MVAcc MVAcc CASO 3 CASO 4 nov-11 54 AG MVAcc MVAcc CASO 5 CASO 6 may-11 42 AG MVAcc MVAcc Máx 259,81 232,09 424,57 395,38 368,84 323,84 251,35 226,96 206,34 188,70 173,45 601,03 568,33 529,40 490,96 423,13 365,72 318,85 280,79 249,67 223,94 555,31 522,56 485,67 450,64 390,19 339,75 298,48 264,69 236,80 213,51 358,59 317,16 282,82 Máx 259,09 231,56 421,97 393,24 367,07 322,61 250,75 226,53 206,01 188,45 173,25 422,40 408,05 389,90 370,51 - Máx 255,38 228,94 406,23 380,50 356,74 315,78 247,84 224,51 204,60 187,45 172,54 450,12 436,64 419,22 400,28 363,09 326,64 293,37 264,02 238,49 216,40 422,42 405,50 385,29 364,77 326,87 291,97 - Mín 259,42 231,80 423,16 394,22 367,88 323,17 251,03 226,73 206,17 188,57 173,34 494,63 476,89 454,34 430,38 384,62 341,64 303,76 271,25 243,59 220,04 460,08 438,73 413,69 388,80 343,89 303,97 - Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB Mín 256,16 229,50 409,16 382,92 358,73 317,14 248,47 224,96 204,93 187,70 172,73 559,55 532,43 499,69 466,75 407,28 355,37 311,97 276,11 246,41 221,61 521,56 493,93 462,28 431,68 377,76 331,55 292,97 260,91 234,14 211,60 349,25 310,90 278,58 Mín 254,69 228,43 403,67 378,39 355,00 314,57 247,28 224,10 204,30 187,23 172,38 377,06 366,45 352,84 337,99 117/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 GRUPO DE AG No. 8 BARRAS CASO 1 CASO 2 feb-12 76 AG MVAcc MVAcc CASO 3 CASO 4 nov-11 54 AG MVAcc MVAcc CASO 5 CASO 6 may-11 42 AG MVAcc MVAcc AG64 AG63 AG62 AG46 AG45 AG44 AG68 AG69 AG70 AG71 AG72 AG73 AG74 AG75 Máx 254,19 241,54 229,83 165,22 153,64 143,32 441,58 410,62 382,40 334,58 295,25 262,84 235,94 213,34 Mín - Máx - Mín 251,29 239,11 227,79 164,71 153,29 143,08 423,88 396,30 370,79 326,89 290,07 259,30 233,46 211,59 Máx - Mín - AG76 194,16 - - 192,89 - - Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 118/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 MVAcc (máx. y mín.) en las barras de 34.5kV de la red interna de PEP 700 600 MVAcc 500 400 Máx 300 Mín 200 100 AG69 AG44 AG46 AG63 AG65 AG67 AG60 AG58 AG56 AG54 AG52 AG42 AG40 AG38 AG36 AG34 AG50 AG48 AG30 AG28 AG26 AG24 AG22 AG20 AG18 AG10 AG08 AG06 AG04 AG02 AG31 AG33 AG15 AG13 AG11 B2-S1 B1-S1 PEP-1 0 BARRA DE LA RED INTERNA DEL PEP Figura 55: NCC 3F MÁX y MÍNen las barras de 34,5kV de la red interna del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 119/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 MVAcc (máx. y mín. de las tres fases) en las barras de la S/E PEP 2500 2000 1500 MVAcc máx Feb12 mín Feb12 máx Nov11 1000 mín Nov11 máx May11 mín May11 500 0 PEP-1 PEP-2 B1-S1 B1-S2 B2-S1 B2-S2 BARRA DE LA S/E PEP Figura 56: NCC 3F MÁX y MÍN en 115kV y 34,5kV de la S/E PEP durante las fases de entrada del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 120/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.3.G) ANÁLISIS DE RESULTADOS: ESTUDIO DE CC DE LA RED INTERNA DEL PEP Los casos analizados permiten determinar los niveles máximos y mínimos de CC trifásico del sistema, en todas las barras de la red interna del Parque Eólico Paraguaná. 1. En los niveles de 115kV el máximo NCC se obtiene en las barras de la S/E PEP: 2022,85 MVA, valor que coincide (como es de esperarse) con el máximo calculado en la RESP para la misma barra. 2. En los niveles de 34,5kV el máximo NCC se obtiene en las barras de la S/E PEP: 663,63 MVA. 3. El NCC trifásico en la barra de 115kV de la S/E PEP va desde un valor mínimo de 1175,48 MVA hasta un valor máximo de 2.022,85 MVA ( NCC = 847,36 MVA 72% de diferencia). Esta diferencia se obtiene al considerar toda la generación de la red y 76 AGs contra la mínima generación en la red y 42 AGs conectados. 4. Para determinar el aporte a los NCC de los AGs del PEP se deben comparar los casos 1 y 3 (o los casos 4 y 6) ya que estos dos grupos tienen la misma generación en la RESP, pero cambia el número de AGs conectados. Por ejemplo: a. Barra de 115kV de la S/E PEP: Caso 1: 2022,85 MVA - Caso 3: 1879,96 MVA. NCC = 142,89 MVA 7,6% de incremento. b. Barra de 34,5kV de la S/E PEP: Caso 1: 661,0119 MVA - Caso 3: 447,882 MVA. NCC = 213,13 MVA 47,49% de incremento. En esta barra, en el caso 3, se conectan aerogeneradores y por eso este incremento. c. Si se analizan otras barras se puede ver que se producen incrementos de los NCC en las barras donde se conectan AGs, como es de esperarse. 5. Cualquier otra condición no contemplada en este estudio puede ser calculada fácilmente usando la base de datos desarrollada en DIGSILENT Power Factory. VII.4) VII.4.A) ESTUDIOS DE FLUJO DE CARGA ARMÓNICO (FCA) INTRODUCCIÓN Y METODOLOGÍA USADA Se estudia el efecto del Parque Eólico Paraguaná (PEP) sobre la contaminación armónica de la Red Eléctrica Sistema Paraguaná. Se utilizó como herramienta de análisis DIgSILENT PowerFactory. Se hicieron validaciones del método y modelos utilizados por el programa para realizar el estudio de contaminación armónica. Basándose en los modelos y parámetros utilizados por el simulador, se Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 121/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 recopilaron los datos necesarios para modelar el sistema y el parque eólico para evaluar su comportamiento. Existe una amplia bibliografía sobre el tema de la contaminación armónica en las redes eléctricas [21] a la [26] así como de los efectos de dicha contaminación sobre los componentes del sistema. Lo que se suele evaluar son los niveles de contaminación armónica (distorsión armónica total de tensiones y corrientes), resonancias y las sobre-solicitaciones de bancos de condensadores y transformadores de potencia presentes en la red. El alcance de los estudios consiste en analizar el impacto de la incorporación del Parque Eólico Paraguaná sobre la contaminación armónica en la red y evaluar si existen resonancias intrínsecas que puedan ser excitadas. Dada la ausencia de mediciones de contaminación armónica se simulan condiciones de carga con contenido armónico típico. Adicionalmente se plantean una variedad de casos y escenarios que contemplan las condiciones más críticas desde el punto de vista de la contaminación armónica (máxima carga y distintas condiciones de generación en del PEP). Considerando que no se dispuso de mediciones reales de la contaminación armónica de la RESP se siguió el siguiente procedimiento: 1. Se asumen dos posibles tipos de contaminación armónica (dos espectros): carga contaminante del tipo predominantemente industrial (Tipo 1) y carga contaminante del tipo predominantemente residencial-comercial (Tipo 2), como se describe en los siguientes apartados. En la carga Tipo 1 el armónico máximo es el 25 y en la carga Tipo 2 el armónico máximo considerado es el 37. 2. Se determinaron, para el sistema actual (sin el PEP) y para ambos tipos de contaminación armónica, el porcentaje máximo de no linealidad de las cargas para alcanzar los límites de THD de tensiones (Ecuación 8) permitidos por las normas nacionales e internacionales ([22], [23], [24]). Se asume que existe una cierta contaminación armónica en la red y que esta se encuentra dentro del límite superior permitido por las normas. n VALOR EFICAZ DE LOS THDv % ARMÓNICOS DE VOLAJE Vk2 rms 100 VALOR EFICAZ DE LA k 2 V1 100 rms COMPONENTE FUNDAMENTAL THDv % Ecuación 8 distorsión armónica total de volataje (%) Vk tensión efectiva (rms) del armónico k V1 tensión efectiva (rms) del primer armónico Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 122/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 3. Se incorpora el PEP al modelo del sistema y se realizan las corridas de FCA para determinar los valores de THDv (Ecuación 8) en todas las barras y de THDi y TDD (Ecuación 9 y Ecuación 10) en todas las líneas y transformadores de la red, bajo distintas condiciones de operación del PEP y de la RESP. Estos valores se comparan con los valores recomendados por las normas nacionales e internacionales ([22], [23], [24]). THDi % VALOR EFICAZ DE LOS n ARMÓNICOS DE CORRIENTE k 2 I k2 100 VALOR EFICAZ DE LA I1 rms 100 rms Ecuación 9 COMPONENTE FUNDAMENTAL THDi % distorsión armónica total de corriente (%) Ik corriente efectiva (rms) del armónico k I1 corriente efectiva (rms) del primer armónico TDD% VALOR EFICAZ DE LOS n ARMÓNICOS DE CORRIENTE k 2 I k2 100 I max rms I max 100 Ecuación 10 TDD% distorsión armónica total de demanda (%) I max corriente nominal o máxima Ik corriente efectiva (rms) del armónico k 4. Los valores de THD de tensiones y corrientes obtenidos así como de TDD se comparan con los valores indicados en la siguiente tabla (según los niveles de tensión): Tabla 29: Límites de THD y TDD recomendados Distorsión Individual (k) THDv (230kV) 1,0% Armónicos Distorsión Total 1,5% THDv (115kV) 1,5% 2,5% THDv (13,8kV y 34,5kV) 3,0% 5,0% TDDi (115kV y 230kV) - 2,5% TDDi (13,8kV y 34,5kV) - 5,0% Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 123/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 5. Se determinan las solicitaciones sobre los bancos de condensadores de la RESP así como sobre los condensadores de los AGs del PEP y se comparan con los valores de diseño que se especifican en las normas [25]. a. Límite del valor efectivo de la tensión: kmax max rms pu V Vk2 pu 1.10 ( ANSI / IEEE Std . 18 -1992) Ecuación 11 k 1 b. Límite de la tensión instantánea pico (máxima): Vˆpico kmax Vk 2 pu pu 1.2 2 ( ANSI / IEEE Std . 18 -1992) k 1 Vk tensión efectiva (rms) del armónico k V pico Ecuación 12 tensión pico máxima a. Límite de potencia reactiva máxima: kmax 2 Qtot I k2 I rms x1 k 1 n x1 k 1.35 Qn 2 Qtot I k pu 1.35 ( ANSI / IEEE Std . 18 -1992) k k 1 potencia reactiva total del banco de condensadores Qn potencia reactiva nominal del banco de condensadores Ik corriente efectiva (rms) del armónico k x1 reactancia capacitiva de primer armónico Qtot pu Ecuación 13 6. Se determinan las solicitaciones sobre los TRX del PEP [26], evaluando las pérdidas bajo carga en condiciones de contaminación armónica de la red eléctrica. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 124/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 2 Pj Ik (1 FPA) pu k 1 2 k 2 Ik FPA pu Pa Pbc Pj Pa 1.0 pu k FPA factor de perdidas adicionales del TRX ( 8%) Pj perdidas joule del TRX (pu) Pa perdidas adicionales del TRX (pu) Pbc perdidas totales bajo carga del TRX (pu) Ecuación 14 7. Adicionalmente se determinan las impedancias en función de la frecuencia para determinar resonancias del sistema. La frecuencia de resonancia en las barras donde existen bancos de compensación capacitiva se pueden determinar de forma aproximada mediante la Ecuación 16. MVAcc MVARC kr xcc xc Lcc C MVAcc Nivel de CC en la barra MVAC Potencia nominal del banco de condensadores xcc Reactancia de CC vista desde la barra (Thevenin) xc Reactancia capacitiva del banco de condensadores Lcc C VII.4.B) Ecuación 15 Inductancia equivalente de CC vista desde la barra Capacitancia del banco de condensadores CARGAS CONTAMINANTES Como se ha mencionado, se asumieron dos tipos de contaminación armónica: carga armónica del tipo predominantemente industrial (Tipo 1), como se muestra en la Figura 57 y carga contaminante del tipo predominantemente residencial-comercial (Tipo 2), como se indica en la Figura 58. Para caracterizar las cargas Tipo 1 se usó el espectro armónico típico de los puentes rectificadores trifásicos y para caracterizar las cargas Tipo 2 se usaron mediciones reales (disponibles) realizadas en distintos puntos de la red eléctrica de la Isla de Margarita). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 125/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Modelo de carga NO LINEAL TIPO 1: Contaminación armónica típica de cargas industriales Órden armónico Ik/I1 (%) Fase (°) 8,00% 5,71% 18,18% 15,38% 2,35% 2,11% 8,70% 8,00% 180 0 180 0 180 0 180 0 20% 15% %In 5 7 11 13 17 19 23 25 Modelo de carga NO LINEAL TIPO 1: contaminación armónica típica de cargas industriales 10% 5% 0% 5 7 11 13 17 19 23 25 Orden del armónico Figura 57: Espectro de contaminación armónica de la carga contaminante Tipo - 1 Modelo de carga NO LINEAL TIPO 2: contaminación armónica típica de cargas mixtas: comercial, residencial, industrial Órden armónico Ik/I1 (%) Fase (°) 37,56% 18,23% 4,62% 2,61% 0,63% 0,34% 0,17% 0,14% 0,11% 0,07% 0,06% 0,04% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 40% 35% 30% 25% %In 5 7 11 13 17 19 23 25 27 31 35 37 Modelo de carga NO LINEAL TIPO 2: contaminación armónica típica de cargas mixtas: comercial, residencial, industrial 20% 15% 10% 5% 0% 5 7 11 13 17 19 23 25 27 31 35 37 Orden del armónico Figura 58: Espectro de contaminación armónica de la carga contaminante Tipo – 2 Simulando la red eléctrica actual, sin el PEP, se determinó que con un 2% de contaminación armónica del Tipo 1 y con un 5% de contaminación armónica del Tipo 2 (en todas las cargas del sistema) se obtenían los máximos valores de THDv (por debajo del límite permitido) en las barras del sistema. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 126/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VII.4.C) CASOS Y ESCENARIOS DE ESTUDIO DE FLUJO DE CARGA ARMÓNICO Se han seleccionado una serie de casos que abarcan una gran cantidad de posibilidades y las condiciones más pesimistas desde el punto de vista de la contaminación armónica en la red. Esta serie de casos se han seleccionado siguiendo las siguientes premisas y consideraciones: Casos de estudio: o Caso A: RESP conectada al SIN a través de la interconexión ISIRO-PF2 en 115kV o Caso B: la RESP aislada del SIN Tipos de contaminación armónica: o Contaminación Tipo 1: 2% en todas las cargas de la RESP (carga máxima). o Contaminación Tipo 2: 5% en todas las cargas de la RESP (carga máxima). Número de AGs conectados (a su máxima potencia): o Mínimo: 9 Aerogeneradores (11,88 MW) o Medio: 38 Aerogeneradores (50,16 MW) o Máximo: 76 Aerogeneradores (100,32 MW) Bancos de condensadores conectados (o no) a la RESP: o Compensación en ISIRO en 115kV de 48 MVAR o Compensación en PUNTO FIJO I en 13,8kV de 12 MVAR o Compensación en JUDIBANA en 13,8kV de 15 MVAR En todos los casos se consideró el sistema con la carga máxima en todas las barras. Haciendo la combinación de los aspectos señalados, a continuación, en la Figura 59, Tabla 30 y Tabla 31 se enumeran y describen los 76 casos analizados. Se debe resaltar que se han considerado todas las posibilidades (combinaciones) en cuanto a la operatividad (o no) de los principales bancos de compensación reactiva de la red, de forma de incluir y considerar las distintas resonancias que aparecen en la red, en cada uno de los casos. Se considera que este grupo de 76 casos abarca todas las posibilidades más desfavorables que se pueden encontrar en la RESP ante la presencia del PEP. Sin embargo, se debe resaltar que la Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 127/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 contaminación armónica analizada corresponde a dos tipos de carga típicas y no ha mediciones realizadas en la red eléctrica. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 128/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 59: Casos de FCA analizados CASO A / ESCENARIO 2 CASO A / ESCENARIO 1 Tabla 30: Casos de estudio de Flujo de Carga Armónico – Caso A – Escenarios 1 y 2 ESCENARIO DE FLUJO DE CARGA ARMÓNICO ESCENARIO 1.0 ESCENARIO 1.1 ESCENARIO 1.2 ESCENARIO 1.3 ESCENARIO 1.4 ESCENARIO 1.5 ESCENARIO 1.6 ESCENARIO 1.7 ESCENARIO 1.8 ESCENARIO 1.9 ESCENARIO 1.10 ESCENARIO 1.11 ESCENARIO 1.12 ESCENARIO 1.13 ESCENARIO 1.14 ESCENARIO 1.15 ESCENARIO 1.16 ESCENARIO 1.17 ESCENARIO 1.18 ESCENARIO 1.19 ESCENARIO 1.20 ESCENARIO 1.21 ESCENARIO 1.22 ESCENARIO 1.23 ESCENARIO 1.24 ESCENARIO 2.0 ESCENARIO 2.1 ESCENARIO 2.2 ESCENARIO 2.3 ESCENARIO 2.4 ESCENARIO 2.5 ESCENARIO 2.6 ESCENARIO 2.7 ESCENARIO 2.8 ESCENARIO 2.9 ESCENARIO 2.10 ESCENARIO 2.11 ESCENARIO 2.12 ESCENARIO 2.13 ESCENARIO 2.14 ESCENARIO 2.15 ESCENARIO 2.16 ESCENARIO 2.17 ESCENARIO 2.18 ESCENARIO 2.19 ESCENARIO 2.20 ESCENARIO 2.21 ESCENARIO 2.22 ESCENARIO 2.23 ESCENARIO 2.24 CASO A: Con conexión ISIRO-PUNTO FIJO II (SIN IPP) (50 CASOS) GENERACIÓN COMPENSACIÓN DEMANDA DE LA RESP CASO DE ESTUDIO DE 375,97 MW / FP = 0,9 EL ISIRO PUNTO FIJO I JUDIBANA PEP FCA No. AG MW 48 MVAR 12 MVAR 15 MVAR CARGA NO LINEAL SIN PARQUE EÓLICO 1 SI SI SI CASO A.1.0 2 CASO A.1.1 SI SI SI 3 CASO A.1.2 SI SI X 4 CASO A.1.3 SI X X 2% DE CONTAMINACIÓN 5 CASO A.1.4 SI X SI CON CARGA TIPO 1 9 11,88 6 CASO A.1.5 X SI X 7 CASO A.1.6 X X SI 8 CASO A.1.7 X SI SI 9 CASO A.1.8 X X X 10 CASO A.1.9 SI SI SI 11 CASO A.1.10 SI SI X 12 CASO A.1.11 SI X X 2% DE CONTAMINACIÓN 13 CASO A.1.12 SI X SI 38 50,16 14 CASO A.1.13 CON CARGA TIPO 1 X SI X 15 CASO A.1.14 X X SI 16 CASO A.1.15 X SI SI 17 CASO A.1.16 X X X 18 CASO A.1.17 SI SI SI 19 CASO A.1.18 SI SI X 20 CASO A.1.19 SI X X 2% DE CONTAMINACIÓN 21 CASO A.1.20 SI X SI 76 100,32 22 CASO A.1.21 CON CARGA TIPO 1 X SI X 23 CASO A.1.22 X X SI 24 CASO A.1.23 X SI SI 25 CASO A.1.24 X X X SIN PARQUE EÓLICO 26 SI SI SI CASO A.2.0 27 CASO A.2.1 SI SI SI 28 CASO A.2.2 SI SI X 29 CASO A.2.3 SI X X 5% DE CONTAMINACIÓN 30 CASO A.2.4 SI X SI CON CARGA TIPO 2 9 11,88 31 CASO A.2.5 X SI X 32 CASO A.2.6 X X SI 33 CASO A.2.7 X SI SI 34 CASO A.2.8 X X X 35 CASO A.2.9 SI SI SI 36 CASO A.2.10 SI SI X 37 CASO A.2.11 SI X X 38 CASO A.2.12 SI X SI 5% DE CONTAMINACIÓN 38 50,16 39 CASO A.2.13 CON CARGA TIPO 2 X SI X 40 CASO A.2.14 X X SI 41 CASO A.2.15 X SI SI 42 CASO A.2.16 X X X 43 CASO A.2.17 SI SI SI 44 CASO A.2.18 SI SI X 45 CASO A.2.19 SI X X 46 CASO A.2.20 5% DE CONTAMINACIÓN SI X SI 76 100,32 47 CASO A.2.21 CON CARGA TIPO 2 X SI X 48 CASO A.2.22 X X SI 49 CASO A.2.23 X SI SI 50 CASO A.2.24 X X X Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 129/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 CASO B / ESCENARIO 4 CASO B / ESCENARIO 3 Tabla 31: Casos de estudio de Flujo de Carga Armónico – Caso B – Escenarios 3 y 4 ESCENARIO DE FLUJO DE CARGA ARMÓNICO ESCENARIO 3.0 ESCENARIO 3.1 ESCENARIO 3.2 ESCENARIO 3.3 ESCENARIO 3.4 ESCENARIO 3.5 ESCENARIO 3.6 ESCENARIO 3.7 ESCENARIO 3.8 ESCENARIO 3.9 ESCENARIO 3.10 ESCENARIO 3.11 ESCENARIO 3.12 ESCENARIO 4.0 ESCENARIO 4.1 ESCENARIO 4.2 ESCENARIO 4.3 ESCENARIO 4.4 ESCENARIO 4.5 ESCENARIO 4.6 ESCENARIO 4.7 ESCENARIO 4.8 ESCENARIO 4.9 ESCENARIO 4.10 ESCENARIO 4.11 ESCENARIO 4.12 VII.4.D) CASOS B: Sin conexión ISIRO-PUNTO FIJO II (SIN IPP) (26 CASOS) GENERACIÓN DEMANDA DE LA RESP CASO DE ESTUDIO DE PEP 375,97 MW / FP = 0,9 FCA No. AG MW CARGA NO LINEAL SIN PARQUE EÓLICO 51 CASO B.3.0 52 CASO B.3.1 2% DE CONTAMINACIÓN 53 CASO B.3.2 11,88 CON CARGA TIPO 1 9 54 CASO B.3.3 55 CASO B.3.4 56 CASO B.3.5 2% DE CONTAMINACIÓN 57 CASO B.3.6 38 50,16 CON CARGA TIPO 1 58 CASO B.3.7 59 CASO B.3.8 60 CASO B.3.9 2% DE CONTAMINACIÓN 61 CASO B.3.10 76 100,32 62 CASO B.3.11 CON CARGA TIPO 1 63 CASO B.3.12 SIN PARQUE EÓLICO 64 CASO B.4.0 65 CASO B.4.1 5% DE CONTAMINACIÓN 66 CASO B.4.2 CON CARGA TIPO 2 9 11,88 67 CASO B.4.3 68 CASO B.4.4 69 CASO B.4.5 70 CASO B.4.6 5% DE CONTAMINACIÓN 38 50,16 CON CARGA TIPO 2 71 CASO B.4.7 72 CASO B.4.8 73 CASO B.4.9 5% DE CONTAMINACIÓN 74 CASO B.4.10 76 100,32 CON CARGA TIPO 2 75 CASO B.4.11 76 CASO B.4.12 COMPENSACIÓN PUNTO FIJO I JUDIBANA 12 MVAR 15 MVAR SI SI SI SI SI X X SI X X SI SI SI X X SI X X SI SI SI X X SI X X SI SI SI SI SI X X SI X X SI SI SI X X SI X X SI SI SI X X SI X X RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE FCA Se realizaron las corridas de Flujo de Carga Armónico (FCA) para todos los casos seleccionados y se obtuvieron los resultados respectivos con la finalidad de determinar: Los niveles de THDv (Ecuación 8)en todas las barras de la red. Los niveles de THDi y TDD en elementos seleccionados (Ecuación 9 y Ecuación 10): los cuatro transformadores del parque eólico, los tres bancos de condensadores y las líneas ISIRO-PF2 que es el nexo con el sistema. En los casos extremos (peores casos) se determinaron las solicitaciones sobre los bancos de condensadores (Ecuación 11 a la Ecuación 13). En los casos extremos (peores casos) se determinaron las solicitaciones sobre los transformadores de la S/E PEP (Ecuación 14). En los casos donde los THDv son más altos se determinó la impedancia de Thévennin en función de la frecuencia (respuesta de frecuencia) en las barras con problemas con la finalidad de identificar las frecuencias de resonancia Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 130/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Los resultados completos, de todos los casos analizados se anexan a este informe: ver apartado XII) DOCUMENTOS Y ARHIVOS ANEXOS (ENTREGABLES DEL PROYECTO). En la Figura 60 y en la Figura 61 se muestran los niveles de contaminación armónica de tensiones en el grupo de casos con la RESP conectada al SIN, Escenario 1 y contaminación armónica Tipo 1. En la Figura 60 se muestran todos los casos y en la Figura 61 se muestran los THDv por niveles de tensión: 230kV, 115kV y 34,5/13,8kV, respectivamente. De este grupo de casos se puede observar que en general no se sobrepasan los límites recomendados de distorsión armónica de tensiones (Tabla 29). En los niveles de 115kV se obtienen valores ligeramente superiores al 2,5% en algunos de los casos más críticos. En los niveles de 230kV, 34,5kV y 13,8kV no se alcanzan los límites recomendados por las normas nacionales e internacionales. En la Figura 62 y en la Figura 63 se muestran THDv para el segundo grupo de casos con la RESP conectada al SIN, Escenario 2 y contaminación Tipo 2. En la Figura 62 se muestran todos los casos y en la Figura 63 se muestran los THDv por niveles de tensión: 230kV, 115kV y 34,5/13,8kV respectivamente. De este grupo de casos se puede observar, en general, que tampoco se sobrepasan los límites recomendados de distorsión armónica de tensiones en los distintos niveles de tensión. Sin embargo, en la barra PF1 13,8kV, donde está conectado uno de los bancos de compensación capacitiva se ve un aumento sustancial de los valores de THDv. Esto indica que allí existe una resonancia y que está siendo excitada (en este caso por el contenido armónico de las cargas Tipo 2). En la Figura 64 y en la Figura 65 se muestran gráficos con el peor y el mejor caso (determinados estos usando el máximo y mínimo promedio de los THD de todas las barras). En estos gráficos también se incluyen los NCC de las barras con la finalidad de observar el efecto de los NCC sobre los niveles de THDv. En la Figura 64 se muestran los resultados correspondientes al grupo de casos C/C ISIRO, Escenario 1 y contaminación armónica Tipo 1. En la Figura 65 se muestran los resultados correspondientes al grupo de casos C/C ISIRO, Escenario 2 y contaminación armónica Tipo 2. En cuanto a los resultados obtenidos para los casos con el sistema asilado del SIN se puede decir que son similares, aunque los valores de THDv, como es de esperar, aumentan. Es decir el comportamiento en cuanto a TDDv del grupo de casos con la RESP aislada del SIN, Escenario 3 y contaminación Tipo 1 (Figura 66 y Figura 68) es similar al grupo de casos con la RESP conectada al SIN, Escenario 1 y contaminación Tipo 1. Igualmente en relación a los TDDv del grupo de casos con la RESP aislada del SIN, Escenario 3 y contaminación armónica Tipo 1 (Figura 67 y Figura 69), con relación al grupo de casos con la RESP conectada al SIN, Escenario 2 y contaminación Tipo 2. En la Figura 70 y en la Figura 71 se muestran gráficos con el peor y el mejor caso (determinados estos usando el máximo y mínimo, respectivamente, del promedio de los THD en todas las barras). Se incluyen en estos gráficos los NCC de cada una de las barras. En la Figura 70 se muestran los resultados correspondientes al grupo de casos C/C ISIRO, Escenario 3 y contaminación armónica Tipo 1. En la Figura 71 se muestran los resultados correspondientes al grupo de casos C/C ISIRO, Escenario 4 y contaminación armónica Tipo 2. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 131/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv - CASOS C/C ISIRO (A) - ESCENARIO 1 - CARGA NO-LINEAL TIPO 1 5,00 CASO A.1.0 CASO A.1.1 CASO A.1.2 4,50 CASO A.1.3 CASO A.1.4 4,00 CASO A.1.5 CASO A.1.6 3,50 CASO A.1.7 CASO A.1.8 THDv(%) 3,00 CASO A.1.9 CASO A.1.10 2,50 CASO A.1.11 CASO A.1.12 2,00 CASO A.1.13 CASO A.1.14 1,50 CASO A.1.15 CASO A.1.16 1,00 CASO A.1.17 CASO A.1.18 CASO A.1.19 0,50 CASO A.1.20 CASO A.1.21 0,00 CASO A.1.22 CASO A.1.23 CASO A.1.24 BARRAS Figura 60: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga Tipo 1 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 132/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv (230kV Casos A - ESCENARIO 1) THDv (115kV Casos A - ESCENARIO 1) CASO A.1.0 CASO A.1.1 0,90 5,00 CASO A.1.0 CASO A.1.2 0,80 0,70 CASO A.1.1 CASO A.1.3 CASO A.1.3 CASO A.1.4 THDv-máx en 230kV = 1,5% CASO A.1.5 CASO A.1.4 4,00 0,60 CASO A.1.5 THDv-máx en 115kV = 2,5% CASO A.1.6 CASO A.1.7 CASO A.1.6 3,50 CASO A.1.7 CASO A.1.8 CASO A.1.8 CASO A.1.9 THDv (%) THDv (%) CASO A.1.2 4,50 CASO A.1.10 0,50 CASO A.1.11 CASO A.1.12 0,40 CASO A.1.13 CASO A.1.14 0,30 3,00 CASO A.1.9 CASO A.1.10 CASO A.1.11 2,50 CASO A.1.12 CASO A.1.13 2,00 CASO A.1.14 CASO A.1.15 0,20 CASO A.1.15 1,50 CASO A.1.16 CASO A.1.16 CASO A.1.17 CASO A.1.17 1,00 CASO A.1.18 CASO A.1.18 CASO A.1.19 CASO A.1.19 0,10 0,50 CASO A.1.20 CASO A.1.20 CASO A.1.21 CASO A.1.21 0,00 PLC-230x ISI-230x CASO A.1.22 ISI-115x CASO A.1.23 BARRAS CASO A.1.22 0,00 PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x BARRAS CASO A.1.24 PEP-115x LTQ-115x PNU-115x CASO A.1.23 CASO A.1.24 THDv (34.5 y 13.8 kV Casos A - ESCENARIO 1) CASO A.1.0 5,00 CASO A.1.1 CASO A.1.2 4,50 CASO A.1.3 CASO A.1.4 4,00 THDv-máx en 34,5kV y 13,8kV= 5% 3,50 CASO A.1.5 CASO A.1.6 CASO A.1.7 THDv (%) CASO A.1.8 3,00 CASO A.1.9 CASO A.1.10 2,50 CASO A.1.11 CASO A.1.12 CASO A.1.13 2,00 CASO A.1.14 CASO A.1.15 1,50 CASO A.1.16 CASO A.1.17 1,00 CASO A.1.18 CASO A.1.19 0,50 CASO A.1.20 CASO A.1.21 0,00 CASO A.1.22 CASO A.1.23 CASO A.1.24 BARRAS Figura 61: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga Tipo 1 (por niveles de tensión) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 133/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv - CASOS C/C ISIRO (A) - ESCENARIO 2 - CARGA NO-LINEAL TIPO 2 7,00 6,00 SE EXCITA UNA RESONANCIA EN PF1 CASO A.2.0 CASO A.2.1 CASO A.2.2 CASO A.2.3 CASO A.2.4 5,00 THDv(%) CASO A.2.5 CASO A.2.6 4,00 CASO A.2.7 CASO A.2.8 CASO A.2.9 3,00 CASO A.2.10 CASO A.2.11 2,00 CASO A.2.12 CASO A.2.13 CASO A.2.14 1,00 CASO A.2.15 CASO A.2.16 0,00 CASO A.2.17 CASO A.2.18 CASO A.2.19 BARRAS CASO A.2.20 Figura 62: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga Tipo 2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 134/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv (230kV Casos A - ESCENARIO 2) THDv (115kV Casos A - ESCENARIO 2) CASO A.2.0 CASO A.2.1 0,80 1,20 CASO A.2.0 CASO A.2.2 CASO A.2.1 CASO A.2.3 0,70 CASO A.2.2 CASO A.2.4 CASO A.2.3 1,00 CASO A.2.5 CASO A.2.4 CASO A.2.6 0,60 THDv-máx en 230kV = 1,5% CASO A.2.8 CASO A.2.5 CASO A.2.6 CASO A.2.7 0,80 CASO A.2.9 CASO A.2.8 THDv (%) 0,50 THD v(%) THDv-máx en 115kV = 2,5% CASO A.2.7 CASO A.2.10 CASO A.2.11 0,40 CASO A.2.12 CASO A.2.13 CASO A.2.14 0,30 CASO A.2.9 CASO A.2.10 0,60 CASO A.2.11 CASO A.2.12 CASO A.2.13 CASO A.2.14 CASO A.2.15 0,40 CASO A.2.15 CASO A.2.16 0,20 CASO A.2.16 CASO A.2.17 CASO A.2.17 CASO A.2.18 0,10 CASO A.2.18 0,20 CASO A.2.19 CASO A.2.19 CASO A.2.20 CASO A.2.20 CASO A.2.21 0,00 CASO A.2.21 CASO A.2.22 PLC-230x ISI-230x CASO A.2.22 0,00 CASO A.2.23 ISI-115x PF2-115x CASO A.2.24 BARRAS PF3-115x PF4-115x PF1-115x BARRAS THDv (34.5 y 13.8 kV Casos A - ESCENARIO 2) PEP-115x LTQ-115x PNU-115x CASO A.2.23 CASO A.2.24 CASO A.2.0 CASO A.2.1 7,00 6,00 JUD-115x SE EXCITA UNA RESONANCIA EN PF1 CASO A.2.2 CASO A.2.3 CASO A.2.4 CASO A.2.5 CASO A.2.6 5,00 CASO A.2.7 THDv (%) THDv-máx en 115kV = 2,5% CASO A.2.8 CASO A.2.9 4,00 CASO A.2.10 CASO A.2.11 CASO A.2.12 3,00 CASO A.2.13 CASO A.2.14 CASO A.2.15 2,00 CASO A.2.16 CASO A.2.17 CASO A.2.18 1,00 CASO A.2.19 CASO A.2.20 0,00 CASO A.2.21 CASO A.2.22 CASO A.2.23 BARRAS CASO A.2.24 Figura 63: THDv – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga Tipo 2 (por niveles de tensión) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 135/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv max y min con NCC maximo para el Escenario 1 10000 7,00 9000 6,00 8000 7000 6000 4,00 5000 3,00 2,00 D E 4000 C C 3000 ( THDv(%) 5,00 N I V E L 2000 M V A ) 1,00 1000 0 0,00 BARRAS CASO A.1.12 CASO A.1.23 NIVELES DE CC (MVA) Figura 64: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga Tipo 1 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 136/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv max y min con NCC maximo para el Escenario 2 10000 7,00 9000 6,00 SE EXCITA UNA RESONANCIA EN PF1 5,00 7000 N I V E L 6000 4,00 5000 3,00 2,00 D E 4000 C C 3000 ( THDv(%) 8000 2000 M V A ) 1,00 1000 0 0,00 BARRAS CASO A.2.1 CASO A.2.16 NIVELES DE CC (MVA) Figura 65: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga Tipo 2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 137/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv (TODOS LOS CASOS B - ESCENARIO 3) 7,00 CASO B.3.0 CASO B.3.1 6,00 CASO B.3.2 THDv(%) 5,00 CASO B.3.3 CASO B.3.4 4,00 CASO B.3.5 3,00 CASO B.3.6 CASO B.3.7 2,00 CASO B.3.8 CASO B.3.9 1,00 CASO B.3.10 0,00 CASO B.3.11 CASO B.3.12 BARRAS Figura 66: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga Tipo 1 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 138/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv (TODOS LOS CASOS B - ESCENARIO 4) 6,00 CASO B.4.1 CASO B.4.2 5,00 CASO B.4.3 CASO B.4.4 4,00 THDv(%) CASO B.4.5 CASO B.4.6 3,00 CASO B.4.7 CASO B.4.8 2,00 CASO B.4.9 CASO B.4.10 1,00 CASO B.4.11 CASO B.4.12 0,00 CASO B.4.0 BARRAS Figura 67: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga Tipo 2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 139/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv (115kV Casos B - ESCENARIO 3) THDv (34,5 y 13,8 kV Casos B - ESCENARIO 3) CASO B.3.0 7,00 CASO B.3.0 7,00 CASO B.3.1 CASO B.3.1 CASO B.3.2 6,00 6,00 CASO B.3.3 CASO B.3.4 5,00 5,00 CASO B.3.5 CASO B.3.6 4,00 CASO B.3.7 CASO B.3.8 3,00 CASO B.3.4 THDv (%) THDv (%) CASO B.3.2 CASO B.3.3 4,00 CASO B.3.5 CASO B.3.6 3,00 CASO B.3.7 CASO B.3.9 2,00 CASO B.3.10 CASO B.3.8 2,00 CASO B.3.11 CASO B.3.9 1,00 CASO B.3.12 CASO B.3.10 1,00 0,00 CASO B.3.11 0,00 PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x PEP-115x LTQ-115x CASO B.3.12 PNU-115x BARRAS BARRAS Figura 68: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga Tipo 1 (por niveles de tensión) THDv (115kV Casos B - ESCENARIO 4) THDv (34,5 y 13,8 kV Casos B - ESCENARIO 4) 2,00 6,00 CASO B.4.0 CASO B.4.0 CASO B.4.1 1,80 CASO B.4.1 5,00 CASO B.4.2 CASO B.4.2 1,60 CASO B.4.3 CASO B.4.3 CASO B.4.4 CASO B.4.5 1,20 CASO B.4.6 1,00 CASO B.4.7 0,80 CASO B.4.8 CASO B.4.4 4,00 THDv (%) THDv (%) 1,40 CASO B.4.5 CASO B.4.6 3,00 CASO B.4.7 CASO B.4.8 2,00 CASO B.4.9 CASO B.4.9 0,60 CASO B.4.10 CASO B.4.10 1,00 0,40 CASO B.4.11 CASO B.4.11 CASO B.4.12 0,20 CASO B.4.12 0,00 0,00 PF2-115x JUD-115x PF3-115x PF4-115x PF1-115x PEP-115x LTQ-115x PNU-115x BARRAS BARRAS Figura 69: THDv – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga Tipo 2 (por niveles de tensión) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 140/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv max y min con NCC maximo para el Escenario 3 3000 7,00 6,00 2000 N I V E L 1500 D E 2500 THDv(%) 5,00 4,00 3,00 1000 ( 2,00 C C ) 500 1,00 M V A 0 0,00 BARRAS CASO B.3.4 CASO B.3.9 NIVELES DE CC (MVA) Figura 70: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga Tipo 1 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 141/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDv max y min con NCC maximo para el Escenario 4 3000 7,00 6,00 2500 5,00 THDv(%) 2000 4,00 N I V E L 1500 D E 3,00 1000 2,00 C C 500 1,00 0 0,00 BARRAS CASO B.4.4 CASO B.4.9 NIVELES DE CC (MVA) Figura 71: THDv máximo/mínimo y NCC - Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga Tipo 2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 142/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 A continuación, en las siguientes figuras se muestra un resumen de los resultados de THD y TDD obtenidos en todos los casos. Los valores de THDi obtenidos en todos los casos están dentro de los valores esperados dada la contaminación armónica considerada en las cargas: Figura 72 a Figura 75 para los casos A, C/C ISIRO y Figura 76 a Figura 79 para los casos B, S/C ISIRO. Como es de esperar los valores de TDD son bastante menores que los THDi, exceptuando las barras de los bancos de compensación capacitiva en ISIRO 115kV, JUDIBANA 13.8kV y PF1 13,8kV. Resalta en los resultados del estudio el hecho de que existe una resonancia en torno a al 5to armónico entre el banco de compensación capacitiva en la barra de 13.8kV en Punto Fijo I. Al ser este, un armónico característico de las cargas no lineales más típicas se debe poner especial atención sobre dicho banco de condensadores. Puede observarse que en los casos de estudio donde se considera la contaminación armónica Tipo 2 (Figura 74, Figura 75, Figura 78 y Figura 79), con un contenido de 5to armónico superior al de la carga Tipo 1, los THDi y TDD en el banco de condensadores (PF1) son mayores al 20%. En la Figura 80, se muestra un grafico comparativo de los espectros de corriente de las cargas no lineales junto a la impedancia de Thévennin en función de la frecuencia. Claramente se observa que el el incremento significativo de la distorsión armónica de voltajes y corrientes en la S/E PF1 se debe a que las cargas excitan la frecuencia de resonancia natural, en torno al 5to armónico (300Hz) presente en dicha barra. Se han determinado las solicitaciones sobre los transformadores del PEP y sobre los bancos de compensación capacitiva del sistema en los casos más críticos (Ecuación 11 a Ecuación 14). Para determinar los casos más desfavorables se consideraron las peores condiciones en cuanto a THDv y TDD para cada escenario, según se indica en la Tabla 32. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 143/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 32: Casos más desfavorables en TRX y Bancos de Compensación Condensadores Casos A.1.3 A.1.10 A.1.12 A.2.3 A.2.6 A.2.16 A.2.17 B.3.4 B.3.10 B.3.11 B.4.3 B.4.4 B.4.8 B.4.10 AG 9 38 38 9 9 38 76 9 76 76 9 9 38 76 Isiro SI SI SI SI X X SI PF1 X SI X X X X SI X SI X X X X SI Jud. X X SI X SI X SI X X SI SI X X X Peor condición THDv ISIRO JUD(NA) PF1(NA) ISIRO JUD PF1 JUD-PF1 TDD ISIRO ISIRO-PF1 TRX-JUD TRX PF1 TRX-PF1 JUD JUD JUD(NA) PF1 TRX PF1 Un resumen de los los cálculos realizados para los casos seleccionados se muestra a continuación en la Tabla 33 a la Tabla 37. En ningún caso se sobrepasan los límites de tensión efectiva y pico, corriente, pérdidas y potencias reactivas máximas establecidas. A pesar de que estos valores están dentro de los límites esperados tanto en los bancos de compensación como en los transformadores de potencia del PEP hay que resaltar el hecho de que existe una resonancia en torno al 5to armónico en la S/E PF1 a la que se debe prestar atención. Las solicitaciones sobre los TRX del PEP son muy bajas debido al dimensionamiento de dichos transformadores y a los bajos niveles de carga que tendrán en operación normal. En el caso de que exista una fuerte contaminación armónica con presencia del mencionado armónico característico (5to) el banco de condensadores de PF1 podría presentar problemas de pérdida de vida útil, mal funcionamiento y falla. Se debe mencionar que esta resonancia presente en el sistema, nada tiene que ver con la presencia o no del Parque Eólico Paraguaná. De los resultados obtenidos, en general se puede decir que el Parque Eólico Paraguaná no afecta de forma significativa (negativa ni positiva), la contaminación armónica que pueda tener la RESP. Debido a la presencia de bancos de compensación capacitiva en la red así como la incorporación del PEP se recomiendo realizar una campaña de medición de la contaminación armónica presente en la red. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 144/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDi CASOS A - ESCENARIO 1 9,00 CASO A.1.0 8,00 CASO A.1.1 CASO A.1.2 7,00 CASO A.1.3 CASO A.1.4 THDi (%) 6,00 CASO A.1.5 CASO A.1.6 CASO A.1.7 5,00 CASO A.1.8 CASO A.1.9 4,00 CASO A.1.10 CASO A.1.11 3,00 CASO A.1.12 CASO A.1.13 2,00 CASO A.1.14 CASO A.1.15 1,00 CASO A.1.16 CASO A.1.17 0,00 L1 L2 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 C1 PF2-115x PF2-115x PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - - ISI-115x ISI-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x ISI-115x JUD-138b PF1-138f 3 4 27 28 29 30 47 48 49 CASO A.1.18 CASO A.1.19 CASO A.1.20 CASO A.1.21 CASO A.1.22 CASO A.1.23 CASO A.1.24 NEXOS Figura 72: THDi – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga no-lineal Tipo 1 TDD CASOS A - ESCENARIO 1 9,00 CASO A.1.0 8,00 CASO A.1.1 CASO A.1.2 7,00 CASO A.1.3 CASO A.1.4 TDD(%) 6,00 CASO A.1.5 CASO A.1.6 5,00 CASO A.1.7 CASO A.1.8 CASO A.1.9 4,00 CASO A.1.10 CASO A.1.11 3,00 CASO A.1.12 CASO A.1.13 2,00 CASO A.1.14 CASO A.1.15 1,00 CASO A.1.16 CASO A.1.17 0,00 CASO A.1.18 L1 L2 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 C1 PF2-115x PF2-115x PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - - ISI-115x ISI-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x ISI-115x JUD-138b PF1-138f 3 4 27 28 29 30 47 48 49 CASO A.1.19 CASO A.1.20 CASO A.1.21 CASO A.1.22 CASO A.1.23 CASO A.1.24 NEXOS Figura 73: TDD – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 1 – Carga no-lineal Tipo 1 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 145/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDi CASOS A - ESCENARIO 2 35,00 CASO A.2.0 CASO A.2.1 30,00 CASO A.2.2 CASO A.2.3 CASO A.2.4 25,00 THDi (%) CASO A.2.5 CASO A.2.6 20,00 CASO A.2.7 CASO A.2.8 CASO A.2.9 15,00 CASO A.2.10 CASO A.2.11 CASO A.2.12 10,00 CASO A.2.13 CASO A.2.14 5,00 CASO A.2.15 CASO A.2.16 CASO A.2.17 0,00 L1 L2 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 C1 PF2-115x PF2-115x PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - - ISI-115x ISI-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x ISI-115x JUD-138b PF1-138f 3 4 27 28 29 30 47 48 49 CASO A.2.18 CASO A.2.19 CASO A.2.20 CASO A.2.21 CASO A.2.22 CASO A.2.23 CASO A.2.24 NEXOS Figura 74: THDi – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga no-lineal Tipo 2 TDD CASO A - ESCENARIO 2 35,00 CASO A.2.0 CASO A.2.1 30,00 CASO A.2.2 CASO A.2.3 25,00 CASO A.2.4 TDD(%) CASO A.2.5 CASO A.2.6 20,00 CASO A.2.7 CASO A.2.8 CASO A.2.9 15,00 CASO A.2.10 CASO A.2.11 CASO A.2.12 10,00 CASO A.2.13 CASO A.2.14 CASO A.2.15 5,00 CASO A.2.16 CASO A.2.17 0,00 CASO A.2.18 L1 L2 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 C1 PF2-115x PF2-115x PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - - ISI-115x ISI-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x ISI-115x JUD-138b PF1-138f 3 4 27 28 29 30 47 48 49 CASO A.2.19 CASO A.2.20 CASO A.2.21 CASO A.2.22 CASO A.2.23 CASO A.2.24 NEXOS Figura 75: TDD – Casos C/C ISIRO (A) – Escenario 2 – Carga no-lineal Tipo 2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 146/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDi CASOS B - ESCENARIO 3 16,00 CASO B.3.0 CASO B.3.1 14,00 CASO B.3.2 12,00 THDi (%) CASO B.3.3 CASO B.3.4 10,00 CASO B.3.5 8,00 CASO B.3.6 CASO B.3.7 6,00 CASO B.3.8 4,00 CASO B.3.9 CASO B.3.10 2,00 CASO B.3.11 0,00 CASO B.3.12 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x JUD-138b PF1-138f 27 28 29 30 48 49 NEXOS Figura 76: THDi – Casos S/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga no-lineal Tipo 1 TDD CASOS B - ESCENARIO 3 9,00 8,00 7,00 TDD(%) 6,00 CASO B.3.6 5,00 CASO B.3.7 CASO B.3.8 CASO B.3.9 4,00 CASO B.3.10 CASO B.3.11 3,00 CASO B.3.12 CASO B.3.1 2,00 CASO B.3.2 CASO B.3.3 1,00 CASO B.3.4 CASO B.3.5 0,00 CASO B.3.0 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x JUD-138b PF1-138f 27 28 29 30 48 49 NEXOS Figura 77: TDD – Casos S/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga no-lineal Tipo 1 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 147/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 THDi CASOS B - ESCENARIO 3 30,00 CASO B.4.2 CASO B.4.3 25,00 CASO B.4.4 CASO B.4.5 THDi (%) 20,00 CASO B.4.6 CASO B.4.7 CASO B.4.8 15,00 CASO B.4.9 CASO B.4.10 10,00 CASO B.4.11 CASO B.4.12 5,00 CASO B.4.0 CASO B.4.1 0,00 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x JUD-138b PF1-138f 27 28 29 30 48 49 NEXOS Figura 78: THDi – Casos S/C ISIRO (B) – Escenario 3 – Carga no-lineal Tipo 1 TDD CASO B - ESCENARIO 4 30,00 CASO B.4.0 CASO B.4.1 25,00 CASO B.4.2 CASO B.4.3 CASO B.4.5 TDD(%) 20,00 CASO B.4.4 CASO B.4.6 15,00 CASO B.4.7 CASO B.4.8 10,00 CASO B.4.9 CASO B.4.10 5,00 CASO B.4.11 CASO B.4.12 0,00 TRg1 TRg2 TRg3 TRg4 C1 C1 PEP-345x PEP-345x PEP-345x PEP-345x - - PEP-115x PEP-115x PEP-115x PEP-115x JUD-138b PF1-138f 27 28 29 30 48 49 NEXOS Figura 79: TDD – Casos C/C ISIRO (B) – Escenario 4 – Carga no-lineal Tipo 2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 148/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Zth PF1 ( ) y Contaminación de las cargas Tipo 1 y 2 (% In Carga) 120,00% 50 45 100,00% 40 35 Zth (OHM) 80,00% 30 60,00% 25 20 40,00% 15 10 20,00% 5 0,00% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Orden de armónico CONTAMINACIÓN ARMÓNICA TIPO 1 (en %) CONTAMINACIÓN ARMÓNICA TIPO 2 (en %) Zth PF1 (en Ohms) Figura 80: Impedancia en función de la frecuencia vista dede la S/E PF1 Tabla 33: Solicitaciones sobre los condensadores de la S/E ISIRO 115kV – Caso A.2.3 Orden de armónico Voltaje Vk (%) Vk(p.u.) 1 100 5 0,352489 7 0,047281 11 0,001344 13 0,082066 17 0,007773 19 0,000951 23 0,0001 25 0,000042 29 0,000025 31 0,000061 35 0,000024 37 0,000008 Valor pico (p.u.) máx. 1.2 > Valor efectivo (p.u.) máx. 1.1 > 1 0,00352489 0,00047281 0,00001344 0,00082066 0,00007773 0,00000951 0,000001 0,00000042 0,00000025 0,00000061 0,00000024 0,00000008 1,00492164 1,00000666 A.2.3 ISIRO 115kV Corriente, Magnitud en p.u. 2 Ik Ik /k 0,981074 0,017291 0,003247 0,000145 0,010467 0,001296 0,000177 0,000023 0,00001 0,000007 0,000019 0,000008 0,000003 0,962506193 0,000059796 0,000001506 0,000000002 0,000008428 0,000000099 0,000000002 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 KVAR (p.u.) máx. 1.35 > 0,962576025 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 149/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 34: Solicitaciones sobre los condensadores de la S/E JUDIBANA 13,8kV – Caso A.1.12 Orden de armónico A.1.12 JUDIBANA 13.8kV Voltaje Corriente, Magnitud en p.u. 2 Vk (%) Vk(p.u.) Ik Ik /k 1 100 5 0,227359 7 0,065253 11 0,12479 13 0,119843 17 0,194461 19 0,007105 23 0,002133 25 0,003728 Valor pico (p.u.) máx. 1.2 > Valor efectivo (p.u.) máx. 1.1 > 1 0,00227359 0,00065253 0,0012479 0,00119843 0,00194461 0,00007105 0,00002133 0,00003728 1,00744672 1,00000619 1,00577 0,011434 0,004594 0,013806 0,015669 0,033249 0,001358 0,000494 0,000937 1,011573293 0,000026147 0,000003015 0,000017328 0,000018886 0,000065029 0,000000097 0,000000011 0,000000035 KVAR (p.u.) máx. 1.35 > 1,011703841 Tabla 35: Solicitaciones sobre los condensadores de la S/E JUDIBANA 13,8kV – Caso B.4.3 Voltaje Orden de armónico Vk (%) 1 100 5 1,504363 7 0,235482 11 0,036037 13 0,019349 17 0,010612 19 0,003575 23 0,000062 25 0,000052 29 0,00008 31 0,000066 35 0,000116 37 0,000118 Valor pico (p.u.) máx. 1.2 > Valor efectivo (p.u.) máx. 1.1 > B.4.3 JUDIBANA 13.8kV Corriente, Magnitud en p.u. 2 Vk(p.u.) Ik Ik /k 1 0,01504363 0,00235482 0,00036037 0,00019349 0,00010612 0,00003575 0,00000062 0,00000052 0,0000008 0,00000066 0,00000116 0,00000118 1,01809912 1,00011601 0,99674 0,074973 0,01643 0,003951 0,002507 0,001798 0,000677 0,000014 0,000013 0,000023 0,00002 0,000041 0,000043 0,993490628 0,001124190 0,000038564 0,000001419 0,000000483 0,000000190 0,000000024 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 KVAR (p.u.) máx. 1.35 > 0,994655498 Tabla 36: Solicitaciones sobre los transformadores del PEP – Caso A.3.10 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 150/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Transformador 1 y 2 del parque eolico Caso A.3.10 Ik (p.u.) Ik2 (p.u.) Orden k 1 5 7 11 13 17 19 23 25 29 31 35 37 Irms ( p.u.) Pjoule (%PerNom) Padicionales (%PerNom) Ptotales (%PerNom) 0,200936000 0,002287000 0,000448000 0,001668000 0,001646000 0,000551000 0,007812000 0,000532000 0,000221000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,201116537 3,72% 0,51% 4,23% Ik2*k2 (p.u.) 0,040375276 0,000005230 0,000000201 0,000002782 0,000002709 0,000000304 0,000061027 0,000000283 0,000000049 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 FPA= 0,040375276 0,000130759 0,000009834 0,000336649 0,000457874 0,000087741 0,022030871 0,000149720 0,000030526 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 8,00% < 100,00% Tabla 37: Solicitaciones sobre los transformadores del PEP – Caso B.4.8 Transformador 1 y 2 del parque eolico Caso B.4.8 Ik (p.u.) Ik2 (p.u.) Orden k 1 5 7 11 13 17 19 23 25 29 31 35 37 Irms ( p.u.) Pjoule (%PerNom) Padicionales (%PerNom) Ptotales (%PerNom) 0,199833000 0,018987000 0,003039000 0,000786000 0,000550000 0,001014000 0,000119000 0,000010000 0,000004000 0,000001000 0,000001000 0,000002000 0,000003000 0,200760884 3,71% 0,40% 4,11% Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB Ik2*k2 (p.u.) 0,039933228 0,000360506 0,000009236 0,000000618 0,000000303 0,000001028 0,000000014 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 0,000000000 FPA= 0,039933228 0,009012654 0,000452541 0,000074753 0,000051123 0,000297149 0,000005112 0,000000053 0,000000010 0,000000001 0,000000001 0,000000005 0,000000012 8,00% < 100,00% 151/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VIII) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN TRANSITORIO VIII.1) INTRODUCCIÓN Los estudios de régimen transitorio realizados tienen el objetivo de analizar la estabilidad de ángulos, tensiones y frecuencia ante las distintas perturbaciones: fallas en el sistema, conexión de AGs y del parque eólico y rampas de viento. Se considera que el sistema es inestable cuando no se alcanza un punto de operación estable luego de la perturbación o cuando no se cumplen los criterios de estabilidad establecidos, se pierdan de forma imprevista elementos del sistema o se producen fluctuaciones de tensión no amortiguadas (o que tardan mucho tiempo en amortiguarse) así como otras condiciones no deseadas. Los criterios técnicos usados en estos estudios están descritos de forma detallada en la Memoria de Cálculo del Proyecto [1]. Se debe mencionar que los criterios son los usados normalmente por CORPOELEC/CADAFE y demás instituciones y empresas eléctricas (CNG, EDELCA, FUNDELEC, etc.) para los estudios de estabilidad transitoria A continuación, en los siguientes apartados, se describen los casos de estudios analizados así como los resultados obtenidos. Se han incluido en este informe, de forma resumida, todos los casos analizados. Sin embargo el gran número de casos estudiados así como el gran número de resultados gráficos disponibles no pueden ser incluidos en el presente informe por lo que muchos de ellos se deben ver en los anexos. VIII.2) CASOS DE ESTUDIO Se han analizado una serie de casos (101) que abarcan las principales condiciones del sistema en cuanto a demanda-generación así como las diferentes condiciones de funcionamiento posibles de la red eléctrica: con la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II y sin ella. Se han analizado diez eventos distintos: fallas en cuatro puntos críticos del sistema, dos eventos correspondientes a la desconexión de AGs del PEP así como la totalidad del parque y cuatro tipos de rampas de viento, para distintas condiciones del sistema, tal como se describe en las siguientes tablas. En este informe se reportan los resultados de un total de 101 casos de estudio. La selección de los casos se corresponde con las condiciones más probables así como las más críticas desde el punto de vista de la estabilidad de la red eléctrica, en presencia de generación eólica. Adicionalmente, como ya se ha mencionado y como parte de los resultados de estos estudios, se han generado las bases de datos y archivos de DIGSILENT Power Factory que permiten analizar cualquier otra condición deseada. La información se ha procesado de forma de que en este informe técnico se muestra un Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 152/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 resumen de todos los resultados obtenidos, sin embargo, la mayoría de los resultados y gráficos se pueden ver en los anexos respectivos. En la Tabla 38 se describen los tipos de casos y los eventos mencionados. Tabla 38: Casos y eventos a ser analizados en estabilidad transitoria CASO A CASOS B y D EVENTO Con conexión ISIRO-PUNTO FIJO II Sin conexión ISIRO-PUNTO FIJO II LOCALIZACIÓN DEL EVENTO COMENTARIOS EVENTO 1 Línea JUDIBANA-PUNTO FIJO II 50% de la línea con apertura de la línea fallada EVENTO 2 Línea PUNTO FIJO IV-JOSEFA CAMEJO 50% de la línea con apertura de la línea fallada EVENTO 3 Línea JUDIBANA-PEP (SE PIERDE EL PEP) 50% de la línea con apertura de la línea fallada EVENTO 4 Línea ISIRO-PUNTO FIJO II 50% de la línea con apertura de la línea fallada EVENTO 5 Desconexión del 50% de los AG del PEP Bajo distintas condiciones de generación EVENTO 6 Desconexión del 100% de los AG del PEP Bajo distintas condiciones de generación EVENTO 7 Rampa de viento positiva vmin = 5 m/s a vmáx = 20 m/s en 60 segundos EVENTO 8 Rampa de viento negativa vmáx = 20 m/s a vmin = 5 m/s en 60 segundos EVENTO 9 Rampa de viento positiva vmin = 5 m/s a vmáx = 20 m/s en 10 segundos EVENTO 10 Rampa de viento negativa vmáx = 20 m/s a vmin = 5 m/s en 10 segundos VIII.3) ESTABILIDAD TRANSITORIA ANTE FALLAS EN EL SISTEMA VIII.3.A) CASOS DE ESTUDIO DE ESTABILIDAD ANTE FALLAS EN EL SISTEMA A continuación, en la Tabla 39 se describen los escenarios y casos de estabilidad transitoria ante fallas en el sistema. La Tabla 40 y la Tabla 41 muestra la identificación de los casos ante fallas en el sistema con la RESP con la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II (20 casos) y sin ella (21 casos), respectivamente. Se puede ver que los 41 casos analizados se corresponden con las condiciones de demanda máxima y con las distintas condiciones de generación probables. Se han incluido aquellos donde está presente la generación de GENEVAPCA en la red eléctrica. Los casos analizados incluyen los de media y alta Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 153/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 penetración eólica en la red. Las fallas analizadas son las que tienen mayor probabilidad de ocurrir y que pueden afectar de forma importante al sistema. Las fallas a ser aplicadas han sido consensuadas con el personal de PDVSA-CRP y CORPOELEC. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 154/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 39: Identificación de los casos de estabilidad transitoria CASO BASE FC Caso A.1.1 Caso A.2.4 Caso A.2.6 Caso A.3.1 Caso A.3.6 Caso B.1.1 Caso B.2.4 Caso B.2.6 Caso B.3.1 Caso B.3.6 Caso D.3.1 Caso D.3.6 CASOS A - CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (CUATRO FALLAS PARA CADA ESCENARIO) GENERACIÓN PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ DEMANDA RESP JOSEFA CAMEJO GENEVAPCA (IPP) No. AG MW CONDICIÓN 2 GEN 42 AG - Gen media 32,66 carga MAX / may 2011 2 GEN 54 AG - Gen máxima 71,28 carga MIN / nov 2011 2 GEN 54 AG - Gen máxima 71,28 carga MAX / nov 2011 2 GEN 76 AG - Gen media 53,60 carga MAX / feb 2012 2 GEN 76 AG - Gen máxima 100,32 carga MAX / feb 2012 CASOS B y D- SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (TRES FALLAS PARA CADA EXCENARIO) 2 GEN 42 AG - Gen media 32,66 carga MAX / may 2011 2 GEN 54 AG - Gen máxima 71,28 carga MIN / nov 2011 2 GEN 54 AG - Gen máxima 71,28 carga MAX / nov 2011 2 GEN 76 AG - Gen media 53,60 carga MAX / feb 2012 2 GEN 76 AG - Gen máxima 100,32 carga MAX / feb 2012 2 GEN 1 76 AG - Gen máxima 53,60 carga MAX / feb 2012 2 GEN 1 76 AG - Gen máxima 100,32 carga MAX / feb 2012 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB MW (FP = 0,9) 368,03 275,71 375,97 355,90 355,90 368,03 275,71 375,97 355,90 355,90 355,90 355,90 155/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 40: Identificación de los casos (fallas): RESP con conexión ISIRO-PUNTO FIJO II IDENTIFICACIÓN DE LOS CASOS: EVENTOS 1 AL 4 ANÁLISIS DE FALLAS EN LA RESP (20 CASOS) RESP CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II NO. Y NOMBRE DEL CASO DE ET 1 ET CASO 1 2 ET CASO 2 3 ET CASO 3 4 ET CASO 4 5 ET CASO 5 6 ET CASO 6 7 ET CASO 7 8 ET CASO 8 9 ET CASO 9 10 ET CASO 10 11 ET CASO 11 12 ET CASO 12 13 ET CASO 13 14 ET CASO 14 15 ET CASO 15 16 ET CASO 16 17 ET CASO 17 18 ET CASO 18 19 ET CASO 19 20 ET CASO 20 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB CASO BASE FC Caso A.1.1 Caso A.2.4 Caso A.2.6 Caso A.3.1 Caso A.3.6 EVENTO Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 156/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 41: Identificación de los casos (fallas): RESP sin conexión ISIRO-PUNTO FIJO II IDENTIFICACIÓN DE LOS CASOS: EVENTOS 1 AL 4 ANÁLISIS DE FALLAS EN LA RESP (21 CASOS) RESP SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II NO. Y NOMBRE CASO BASE FC EVENTO DEL CASO DE ET 21 ET CASO 21 Evento 1 22 ET CASO 22 Caso B.1.1 Evento 2 23 ET CASO 23 Evento 3 24 ET CASO 24 Evento 1 Caso B.2.4 25 ET CASO 25 Evento 2 26 ET CASO 26 Evento 3 27 ET CASO 27 Evento 1 Caso B.2.6 28 ET CASO 28 Evento 2 29 ET CASO 29 Evento 3 30 ET CASO 30 Evento 1 Caso B.3.1 31 ET CASO 31 Evento 2 32 ET CASO 32 Evento 3 33 ET CASO 33 Evento 1 Caso B.3.6 34 ET CASO 34 Evento 2 35 ET CASO 35 Evento 3 36 ET CASO 36 Evento 1 Caso D.3.1 37 ET CASO 37 Evento 2 38 ET CASO 38 Evento 3 39 ET CASO 39 Evento 1 40 ET CASO 40 Evento 2 Caso D.3.6 41 ET CASO 41 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB Evento 3 157/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VIII.3.B) RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE FALLAS EN EL SISTEMA En la Figura 81 y Figura 82 se muestran los ángulos de carga máximos de las máquinas en la oscilación post-falla (Tfalla=100ms) y los tiempos de estabilización para los 41 casos analizados. En todos los casos el sistema es estable desde el punto de vista de la estabilidad de ángulos. Sin embargo, se puede apreciar que los casos donde la RESP está desconectada del SIN son más críticos. Desde la Figura 83 hasta la Figura 90 se muestran las desviaciones de frecuencia ( fmáx.), las frecuencias mínimas y máximas que se alcanzan durante la oscilación post-falla así como los tiempos de estabilización de la frecuencia en los 41 casos analizados. Se puede apreciar que en muchos casos las desviaciones de frecuencia superan ligeramente el margen de ±1% establecido. Sin embargo se puede ver que las desviaciones no son realmente importantes (la máxima desviación obtenida es de 1,56%) y se puede considerar que el sistema es estable, desde el punto de vista de la frecuencia. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 158/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 100,0 91,3 90,0 BD A 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,5 10,0 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 9 ET CASO 10 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 0,0 ET CASO 1 VALOR MÁXIMO DEL LA DESVIACIÓN DE ÁNGULOS EN GRADOS VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE LOS ÁNGULOS DE LAS MÁQUINAS DEL SISTEMA EN LA OSCILACIÓN POST-FALLA (Tfalla = 100 ms) CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 81: máx. de las máquinas en la oscilación post-falla (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 159/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LA OSCILACIÓN POST-FALLA DE LOS ÁNGULOS DE LAS MÁQUINAS DEL SISTEMA (Tfalla = 100 ms) 700,00 631,06 TIEMPO EN SEGUNDOS 600,00 BD A 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 15,41 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 9 ET CASO 10 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0,00 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 82: Tiempo de estabilización de la oscilación post-falla de Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB de las máq. (Tfalla=100ms) 160/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1,6% 1,47% 1,4% 1,2% 1,0% 0,8% 0,6% 0,4% 0,2% 0,09% ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 10 ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 0,0% ET CASO 1 DESVIACIÓN % DE LA FRECUENCIA RESPECTOA A 60 Hz VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE FRECUENCIA (CON RESPECTO A 1pu) EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (T falla = 100 ms) CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 83: fmáx. post-falla de los casos C/C ISIRO (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 161/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1,56% 1,6% 1,4% 1,2% 1,0% 0,8% 0,6% 0,36% 0,4% 0,2% ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 0,0% ET CASO 21 DESVIACIÓN % DE LA FRECUENCIA RESPECTOA A 60 Hz VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE FRECUENCIA (CON RESPECTO A 1 pu) LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) CASOS B y D: SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 84: fmáx. post-falla de los casos S/C ISIRO ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 162/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÍNIMA POST-FALLA EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIROPUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 1,010 FRECUENCIA EN POR UNIDAD 1,005 CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES SUPERIOR AL 99% DE LA NOMINAL 1,000 0,995 0,990 0,985 CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES INFERIOR AL 99% DE LA NOMINAL ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 10 ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0,980 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 85: fmín. post-falla de los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 163/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÍNIMA POST-FALLA EN LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIROPUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 1,010 CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES SUPERIOR AL 99% DE LA NOMINAL FRECUENCIA EN POR UNIDAD 1,005 1,000 0,995 0,990 CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES INFERIOR AL 99% DE LA NOMINAL 0,985 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 0,980 CASOS B y D: SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 86: fmín. post-falla de los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 164/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÁXIMA POST-FALLA EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIROPUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 1,020 SUPERA EL 101% DE LA FRECUENCIA NOMINAL FRECUENCIA EN POR UNIDAD 1,015 1,010 1,005 1,000 0,995 0,990 0,985 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 10 ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0,980 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 87: fmáx. post-falla de los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 165/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÁXIMA POST-FALLA EN LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIROPUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 1,020 SUPERA EL 101% DE LA FRECUENCIA NOMINAL FRECUENCIA EN POR UNIDAD 1,015 1,010 1,005 1,000 0,995 0,990 0,985 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 0,980 CASOS B y D: SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 88: fmáx. post-falla de los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 166/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LA FRECUENCIA EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 600 503,82 Tiempo den segundos 500 400 300 200 100 10,40 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 10 ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 89: Tiempo de estabilización de f en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 167/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LA FRECUENCIA EN LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 700 645,19 Tiempo den segundos 600 500 400 300 200 100 16,86 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 0 CASOS B y D: SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 90: Tiempo de estabilización de f en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 168/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 En la Figura 91 y la Figura 92 se muestran las desviaciones (%) de voltaje ( Vmáx) post-falla en los casos con la RESP conectado al SIN y sin dicha conexión, para Tfalla = 100 ms ). En algunos casos, especialmente cuando no existe la conexión con el SIN no se cumplen con los criterios de estabilidad de tensiones. Se obtienen desviaciones de tensión de hasta un 48%, siendo el máximo de 20%, establecido en los criterios. Los casos donde la RESP está desconectada del SIN son más críticos. Desde la Figura 93 hasta la Figura 99 se muestran las tensiones mínimas (Vmín.) y máximas (Vmín) post-falla en todos los casos analizados así como los tiempos de estabilización de los voltajes. Se puede ver, al igual que lo indican las figuras anteriores, que las depresiones del voltaje en la oscilación postfalla son importantes en varios de los casos analizados, especialmente en los más críticos y cuando el sistema es débil y opera desconectado del Sistema Interconectado Nacional. En varios casos los tiempos de estabilización son altos, obteniéndose un máximo de 426 segundos. En cuanto a los picos máximos de las tensiones se puede decir que no se presenta ninguna situación de sobre-voltaje porque todos están dentro de los límites establecidos. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 169/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE TENSIÓN EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 34,5 kV ET CASO 11 ET CASO 10 115 kV ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 230 kV 0,00% -5,00% DESVIACIÓN % DE LA TENSIÓN -10,00% -15,00% -20,00% -25,00% -30,00% -35,00% CASOS QUE NO CUMPLEN EL CRITERIO DE ESTABILIDAD DE VOLTAJES -40,00% -45,00% -47,97% -50,00% Figura 91: Vmáx. post-falla en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 170/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE TENSIÓN EN LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 34,5 kV ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 115 kV 0,00% -5,00% DESVIACIÓN % DE LA TENSIÓN -10,00% -15,00% -20,00% -25,00% -30,00% -35,00% -40,00% CASOS QUE NO CUMPLEN EL CRITERIO DE ESTABILIDAD DE VOLTAJES -45,00% -48,40% -50,00% Figura 92: Vmáx. post-falla en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 171/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÍNIMA DE LA OSCILACIÓN POST-FALLA EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 230 kV 115 kV 34,5 kV 1,00 TENSIÓN EN POR UNIDAD 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,72 0,70 0,65 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 10 ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0,60 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 93: Vmín. post-falla en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 172/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÍNIMA DE LA OSCILACIÓN POST-FALLA EN LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 115 kV 34,5 kV 1,00 TENSIÓN EN POR UNIDAD 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,71 0,70 0,65 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 0,60 CASOS B y D: SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 94: Vmín. post-falla en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 173/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÁXIMA DE LA OSCILACIÓN POST-FALLA EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 230 kV 115 kV 34,5 kV 1,20 TENSIÓN EN POR UNIDAD 1,15 1,10 1,06 1,05 1,00 0,95 0,90 0,85 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 10 ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0,80 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 95: Vmáx.. post-falla post-falla en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 174/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÁXIMA DE LA OSCILACIÓN POST-FALLA EN LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 115 kV 34,5 kV 1,20 TENSIÓN EN POR UNIDAD 1,15 1,10 1,05 1,03 1,00 0,95 0,90 0,85 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 0,80 CASOS B y D: SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 96: Vmáx.. post-falla en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 175/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LAS TENSIONES EN LOS CASOS CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 230 kV 115 kV 34,5 kV 450 426,60 400 Tiempo den segundos 350 300 250 200 150 100 50 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 10 ET CASO 9 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 97: Tiempo de estabilización de las tensiones en los casos C/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 176/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LAS TENSIONES EN LOS CASOS SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II (Tfalla = 100 ms) 115 kV 34,5 kV 700 619,20 Tiempo den segundos 600 500 400 300 200 100 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 0 CASOS B y D: SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 98: Tiempo de estabilización de las tensiones en los casos S/C ISIRO-PF2 (Tfalla=100ms) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 177/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Las fallas analizadas (falla en 4 puntos distintos del sistema) son de 100 ms de duración. Sin embargo, en las siguientes tres figuras (Figura 99 a la Figura 101) se muestran los tiempos críticos calculados para los distintos criterios de estabilidad. Como se sabe los tiempos críticos son los tiempos de duración de falla que ocasionan la pérdida de estabilidad. Se han calculado los tiempos críticos usando tres criterios distintos: tiempos críticos que ocasionan la pérdida del parque eólico (Figura 99), tiempos críticos de pérdida de estabilidad de ángulos (Figura 100) y tiempos críticos de pérdida de estabilidad de tensiones (Figura 101). Se puede ver que hay muchos casos donde los tiempos son menores a 100 ms, especialmente en los tiempos críticos de pérdida de estabilidad de tensiones. . Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 178/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPOS CRÍTICOS (PÉRDIDA DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ) TIEMPO DE DURACIÓN DE LA FALLA (ms) 1000 950,0 900 EN LOS CASOS DE LA FALLA JUDIBANA-PARQUE EÓLICO CON APERTURA DE LA LÍNEA, OBVIAMENTE EL PARQUE SE PIERDE, ASÍ COMO LA CARGA DE LOS TAQUES (CASOS 3, 7, 11, ETC.) Tiempo den mili-segundos 800 700 600 By D A 500 400 300 200 100 25,0 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 9 ET CASO 10 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 99: Tiempos críticos bajo el criterio de pérdida del PEP (Tcrítico = Tfalla) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 179/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPOS CRÍTICOS (CRITERIO DE ESTABILIDAD DE ÁNGULOS) TIEMPO DE DURACIÓN DE LA FALLA (ms) 2500 2355,0 Tiempo den mili-segundos 2000 1500 ByD A 1000 500 345,0 100 ms ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 9 ET CASO 10 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 100: Tiempos críticos bajo el criterio de estabilidad de ángulos (Tcrítico = Tfalla) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 180/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPOS CRÍTICOS (CRITERIO DE ESTABILIDAD DE TENSIONES) TIEMPO DE DURACIÓN DE LA FALLA (ms) 1165,0 1200 ByD A Tiempo den mili-segundos 1000 800 600 400 200 100 ms 40,0 ET CASO 41 ET CASO 40 ET CASO 39 ET CASO 38 ET CASO 37 ET CASO 36 ET CASO 35 ET CASO 34 ET CASO 33 ET CASO 32 ET CASO 31 ET CASO 30 ET CASO 29 ET CASO 28 ET CASO 27 ET CASO 26 ET CASO 25 ET CASO 24 ET CASO 23 ET CASO 22 ET CASO 21 ET CASO 20 ET CASO 19 ET CASO 18 ET CASO 17 ET CASO 16 ET CASO 15 ET CASO 14 ET CASO 13 ET CASO 12 ET CASO 11 ET CASO 9 ET CASO 10 ET CASO 8 ET CASO 7 ET CASO 6 ET CASO 5 ET CASO 4 ET CASO 3 ET CASO 2 ET CASO 1 0 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 101: Tiempos críticos bajo el criterio de estabilidad de tensiones (Tcrítico = Tfalla) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 181/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VIII.3.C) ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE FALLAS EN EL SISTEMA Como se puede ver en los resultados, los casos de generación eólica máxima y demanda máxima muestran ser los más críticos en cuanto a la estabilidad de tensiones, especialmente con fallas en la Línea JUDIBANA-PUNTO FIJO II (EVENTO 1) y en la Línea PUNTO FIJO IV-JOSEFA CAMEJO (EVENTO 2) En muchos casos el sistema muestra ser inestable en tensiones ante fallas en la red cuando NO EXISTE la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II. En muchos casos el sistema muestra ser inestable en frecuencia, ante fallas en la red, cuando NO EXISTE la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II. Estos casos se pueden considerar como contingencia doble (la RESP está desconectada del SIN y ocurre una falla). En los casos que NO EXISTE conexión ISIRO-PUNTO FIJO II es indispensable la regulación automática de P-f en la planta Josefa Camejo. Las fallas ISIRO-PUNTO FIJO II con despeje de la línea así como la falla JUDIBANA-PEP (con despeje de la línea) no son críticas con relación a la estabilidad de tensiones y frecuencia de la RESP (siempre que se disponga de regulación automática en Josefa Camejo). En todos los casos analizados el sistema es estable desde el punto de vista de los ángulos de las máquinas presentes en el sistema, sin embargo el sistema muestra ser débil en cuanto a las tensiones de la red, en condiciones críticas de operación (demandas máximas y sistema aislado del SIN). VIII.4) ESTABILIDAD TRANSITORIA ANTE LA DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP VIII.4.A) CASOS DE ESTUDIO DE ESTABILIDAD ANTE LA DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP A continuación se describen los escenarios y casos de estabilidad transitoria ante la desconexión de AG y del PEP (eventos 5 y 6 antes descritos). La Tabla 42 y la Tabla 43 muestran la identificación de los casos con la RESP con la conexión ISIROPUNTO FIJO II (10 casos) y sin ella (14 casos), respectivamente. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 182/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 42: Casos (desconexión de AGs): RESP con la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II IDENTIFICACIÓN DE LOS CASOS: EVENTOS 5 Y 6 DESCONEXIÓN DE AEROGENERADORES y DEL PEP (10 CASOS) RESP CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II NO. Y NOMBRE CASO BASE FC EVENTO DEL CASO DE ET 42 ET CASO 42 Evento 5 Caso A.1.1 43 ET CASO 43 Evento 6 44 ET CASO 44 Evento 5 Caso A.2.4 45 ET CASO 45 Evento 6 46 ET CASO 46 Evento 5 Caso A.2.6 47 ET CASO 47 Evento 6 48 ET CASO 48 Evento 5 Caso A.3.1 49 ET CASO 49 Evento 6 50 ET CASO 50 Evento 5 Caso A.3.6 51 ET CASO 51 Evento 6 Tabla 43: Casos (desconexión de AGs): RESP sin la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II IDENTIFICACIÓN DE LOS CASOS: EVENTOS 5 Y 6 DESCONEXIÓN DE AEROGENERADORES y DEL PEP (14 CASOS) RESP SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II NO. Y NOMBRE CASO BASE FC EVENTO DEL CASO DE ET 52 ET CASO 52 Evento 5 Caso B.1.1 53 ET CASO 53 Evento 6 54 ET CASO 54 Evento 5 Caso B.2.4 55 ET CASO 55 Evento 6 56 ET CASO 56 Evento 5 Caso B.2.6 57 ET CASO 57 Evento 6 58 ET CASO 58 Evento 5 Caso B.3.1 59 ET CASO 59 Evento 6 60 ET CASO 60 Evento 5 Caso B.3.6 61 ET CASO 61 Evento 6 62 ET CASO 62 Evento 5 Caso D.3.1 63 ET CASO 63 Evento 6 64 ET CASO 64 Evento 5 Caso D.3.6 65 ET CASO 65 Evento 6 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 183/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VIII.4.B) RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE LA DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP En la Figura 102, Figura 103, Figura 104 y la Figura 105 se muestran las desviaciones de frecuencia ( fmáx.), la frecuencias máximas y mínimas así como los tiempos de estabilización de la frecuencia en todos los casos de desconexión del PEP analizados. En los resultados se hace evidente que estas desviaciones son importantes o muy importantes cuando la RESP opera desconectada del SIN, como es de esperarse. Se debe resaltar que, para hacer el análisis en estos casos, se ha modelado un control de tensión-frecuencia en la planta Josefa Camejo. Dicho sistema de control y sus ajustes han sido obtenidos y consensuados con personal técnico de FUNDELEC y CORPOELEC y son los usados en los estudios de estabilidad que normalmente se realizan en el sistema. El sistema de control modelado se corresponde con el usado en otras plantas similares a la planta Josefa Camejo. En los resultados se hace evidente que la desconexión del PEP puede producir desviaciones de frecuencia importantes, mayores al 2% en los casos más críticos. Cuando la RESP opera conectada al SIN no se aprecian problemas importantes en la frecuencia de la red ante un evento de desconexión del PEP. . Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 184/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE FRECUENCIA POST-EVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) DESVIACIÓN % DE LA FRECUENCIA RESPECTOA A 60 Hz 2,50% +2 % 2,00% CASI TODOS LOS CASOS B (sin ISIRO) (EVENTOS: desconexión del PEP) MUESTRAN SER INESTABLES DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA OSCILACIÓN DE FRECUENCIA TODOS LOS CASOS A (con ISIRO) (EVENTOS: desconexión del PEP) MUESTRAN SER ESTABLES DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA OSCILACIÓN DE FRECUENCIA 1,50% +1 % 1,00% A BD 0,50% ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 ET CASO 54 ET CASO 53 ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 0,00% CASOS CON Y SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 102: fmáx. post-evento en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 185/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÍNIMA POST-EVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) 1,05 A CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES SUPERIOR AL 99% DE LA NOMINAL BD FRECUENCIA EN POR UNIDAD 1,00 0,95 0,90 CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES INFERIOR AL 99% DE LA NOMINAL 0,85 TODOS LOS CASOS A (con ISIRO) (EVENTOS: desconexión del PEP) MUESTRAN SER ESTABLES DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA OSCILACIÓN DE FRECUENCIA 0,80 0,75 CASI TODOS LOS CASOS B (sin ISIRO) (EVENTOS: desconexión del PEP) MUESTRAN SER INESTABLES DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA OSCILACIÓN DE FRECUENCIA 0,70 0,68 ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 ET CASO 54 ET CASO 53 ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 0,65 CASOS CON Y SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 103: fmín.. post-evento en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 186/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÁXIMA POST-EVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) 1,010 FRECUENCIA EN POR UNIDAD EN NINGÚN CASO SE SUPERA EL 101% DE LA FRECUENCIA NOMINAL A 1,005 BD 1,003 1,000 0,995 ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 ET CASO 54 ET CASO 53 ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 0,990 CASOS CON Y SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 104: fmáx. post-evento en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 187/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LA OSCILACIÓN DE FRECUENCIA POSTEVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) 250 A ByD 214,00 Tiempo den segundos 200 150 100 50 12,00 ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 ET CASO 54 ET CASO 53 ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 0 CASOS CON Y SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 105: Tiempos de estabilización de la frecuencia en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 188/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 De la Figura 108 a la Figura 111 se muestran las desviaciones de tensión ( Vmáx.) las tensiones máximas y mínimas así como los tiempos de estabilización de las tensiones en todos los casos de desconexión del PEP (o de parte del PEP). La desviación máxima de voltaje obtenido es menor al 12% y las tensiones mínimas superan ampliamente el 80% de las tensiones nominales por lo que se puede decir que el sistema es estable desde el punto de vista de los voltajes ante eventos de desconexión del PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 189/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE TENSIÓN POST-EVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 34,5 kV ET CASO 54 ET CASO 53 115 kV ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 230 kV 4,00% 2,00% A ByD DESVIACIÓN % DE LA TENSIÓN 0,00% -2,00% -4,00% -6,00% EL V MÁXIMO EN LOS CASOS ANALIZADOS ES DEL 11,63% -8,00% -10,00% -12,00% -11,63% -14,00% Figura 106: Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 190/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÍNIMA DE LA OSCILACIÓN POST-EVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) 230 kV 115 kV 34,5 kV 1,05 A ByD 1,00 TENSIÓN EN POR UNIDAD 0,95 0,90 0,88 0,85 0,80 0,75 ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 ET CASO 54 ET CASO 53 ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 0,70 CASOS CON Y SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 107: Vmín. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 191/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÁXIMA DE LA OSCILACIÓN POST-EVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) TENSION MÁXIMA 230kV TENSIÓN MÁXIMA 115kV TENSIÓN MÁXIMA 34.5kV 1,20 A ByD TENSIÓN EN POR UNIDAD 1,15 1,10 1,06 1,05 1,00 0,95 ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 ET CASO 54 ET CASO 53 ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 0,90 CASOS CON Y SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 108: Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 192/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LA OSCILACIÓN DE TENSIONES POST-EVENTO EN LOS CASOS ANALIZADOS (DESCONEXIÓN DEL PARQUE EÓLICO) A 140 230 kV 115 kV 34.5 kV ByD 128,00 120 Tiempo den segundos 100 80 60 40 17,00 20 ET CASO 65 ET CASO 64 ET CASO 63 ET CASO 62 ET CASO 61 ET CASO 60 ET CASO 59 ET CASO 58 ET CASO 57 ET CASO 56 ET CASO 55 ET CASO 54 ET CASO 53 ET CASO 52 ET CASO 51 ET CASO 50 ET CASO 49 ET CASO 48 ET CASO 47 ET CASO 46 ET CASO 45 ET CASO 44 ET CASO 43 ET CASO 42 0 CASOS CON Y SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II Figura 109: Tiempo de estabilización de V en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 193/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VIII.4.C) ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS: DESCONEXIÓN DE AG Y DEL PEP La desconexión del PEP o de parte del PEP no produce inestabilidad CUANDO EXISTE la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II. La desconexión del PEP o de parte del PEP afecta muy poco las tensiones (todos los casos cumplen con el criterio de estabilidad de voltajes), aun cuando no existe la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II (Contingencia). La desconexión del PEP o de parte del PEP produce inestabilidad de frecuencia cuando no existe la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II. Tal como se ha mencionado, estos casos se pueden considerar como una doble contingencia. Obviamente que en los casos que NO EXISTE conexión ISIRO-PUNTO FIJO II es indispensable la regulación automática de P-f en la planta Josefa Camejo. VIII.5) ESTABILIDAD TRANSITORIA ANTE RAMPAS DE VIENTO VIII.5.A) CASOS DE ESTUDIO DE ESTABILIDAD ANTE EVENTOS DE RAMPAS DE VIENTO A continuación se describen los escenarios y casos de estabilidad transitoria ante eventos de rampas de viento y la consecuente variación de potencia generada en el PEP. La Tabla 44 y la Tabla 45 muestran la identificación de los casos con la RESP con la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II (20 casos) y sin ella (20 casos), respectivamente. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 194/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 44: Casos (rampas de viento): RESP con la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II IDENTIFICACIÓN DE LOS CASOS: EVENTOS 7 AL 10 RAMPAS DE VIENTO / FLUCTUACIONES DE POTENCIA (16 CASOS) RESP CON CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II NO. Y NOMBRE DEL CASO DE ET 66 ET CASO 66 67 ET CASO 67 68 ET CASO 68 69 ET CASO 69 70 ET CASO 70 71 ET CASO 71 72 ET CASO 72 73 ET CASO 73 74 ET CASO 74 75 ET CASO 75 76 ET CASO 76 77 ET CASO 77 78 ET CASO 78 79 ET CASO 79 80 ET CASO 80 81 ET CASO 81 CASO BASE FC Caso A.1.1 Caso A.2.4 Caso A.2.6 Caso A.3.1 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB EVENTO Evento 7 Evento 8 Evento 9 Evento 10 Evento 7 Evento 8 Evento 9 Evento 10 Evento 7 Evento 8 Evento 9 Evento 10 Evento 7 Evento 8 Evento 9 Evento 10 195/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 45: Casos (rampas de viento): RESP sin la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II IDENTIFICACIÓN DE LOS CASOS: EVENTOS 7 AL 10 RAMPAS DE VIENTO / FLUCTUACIONES DE POTENCIA (20 CASOS) RESP SIN CONEXIÓN ISIRO-PUNTO FIJO II NO. Y NOMBRE DEL CASO DE CASO BASE FC EVENTO ET 82 ET CASO 82 Evento 7 83 ET CASO 83 Evento 8 Caso B.1.1 84 ET CASO 84 Evento 9 85 ET CASO 85 Evento 10 86 ET CASO 86 Evento 7 87 ET CASO 87 Evento 8 Caso B.2.4 88 ET CASO 88 Evento 9 89 ET CASO 89 Evento 10 90 ET CASO 90 Evento 7 91 ET CASO 91 Evento 8 Caso B.2.6 92 ET CASO 92 Evento 9 93 ET CASO 93 Evento 10 94 ET CASO 94 Evento 7 95 ET CASO 95 Evento 8 Caso B.3.1 96 ET CASO 96 Evento 9 97 ET CASO 97 Evento 10 98 ET CASO 98 Evento 7 99 ET CASO 99 Evento 8 Caso D.3.1 100 ET CASO 100 Evento 9 101 ET CASO 101 Evento 10 VIII.5.B) RESULTADOS DE ESTABILIDAD ANTE EVENTOS DE RAMPAS DE VIENTO En las siguientes diez figuras (de la Figura 110 a la Figura 120) se muestran las desviaciones de ángulos de las máquinas ( máx.), de frecuencia ( fmáx) y tensión ( Vmáx.) así como los valores mínimos y máximos de las tensiones y frecuencias así como los tiempos de estabilización en todos los casos de eventos de rampas de viento analizadas. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 196/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 30,0 BD A 25,0 25,6 20,0 15,0 10,0 5,0 ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 -5,0 ET CASO 67 0,0 ET CASO 66 VALOR MÁXIMO DEL LA DESVIACIÓN DE ÁNGULOS EN GRADOS VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE LOS ÁNGULOS DE LAS MÁQUINAS DEL SISTEMA EN LA OSCILACIÓN POST-EVENTO (RAMPAS DE VIENTO) CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 110: máx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 197/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LA OSCILACIÓN POST-EVENTO DE LOS ÁNGULOS DE LAS MÁQUINAS (RAMPAS DE VIENTO) 60,00 52,00 TIEMPO EN SEGUNDOS 50,00 BD A 40,00 30,00 20,00 10,00 ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0,00 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 111: Tiempo de estabilización de Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB de las máquinas todos los casos de rampas de viento 198/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE FRECUENCIA POST-EVENTO (RAMPAS DE VIENTO) 2,60% BD A 2,500% 2,000% 1,500% 1,000% 0,500% ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 0,000% ET CASO 66 DESVIACIÓN % DE LA FRECUENCIA RESPECTOA A 60 Hz 3,000% CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 112: fmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 199/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÍNIMA POST-EVENTO (RAMPAS DE VIENTO) 1,010 FRECUENCIA EN POR UNIDAD 1,005 BD A CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES SUPERIOR AL 99% DE LA NOMINAL 1,000 0,995 0,990 0,985 CASOS DONDE LA FRECUENCIA MÍNIMA ES INFERIOR AL 99% DE LA NOMINAL ET CASO 101 ET CASO 99 ET CASO 100 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0,980 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 113: fmín. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 200/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 FRECUENCIA MÁXIMA POST-EVENTO (RAMPAS DE VIENTO) 1,020 SUPERA EL 101% DE LA FRECUENCIA NOMINAL FRECUENCIA EN POR UNIDAD 1,015 1,014 BD A 1,010 1,005 1,000 0,995 0,990 0,985 ET CASO 101 ET CASO 99 ET CASO 100 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0,980 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 114: fmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 201/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LA OSCILACIÓN POST-EVENTO DE LA FRECUENCIA (RAMPAS DE VIENTO) 60 Tiempo den segundos BD A 50 50,00 40 30 20 10 ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 115: Tiempo de estabilización de f todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 202/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VALOR MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN DE TENSIÓN POST-EVENTO (RAMPAS DE VIENTO) ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 34,5 kV ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 115 kV ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 230 kV 4,00% DESVIACIÓN % DE LA TENSIÓN 2,00% 0,00% -2,00% -4,00% -6,00% -7,19% -8,00% Figura 116: Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 203/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÍNIMA DE LA OSCILACIÓN POST-EVENTO (RAMPAS DE VIENTO) 230 kV 115 kV 34,5 kV 1,00 TENSIÓN EN POR UNIDAD 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0,60 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 117: Vmín. de la oscilación post-evento en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 204/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TENSIÓN MÁXIMA DE LA OSCILACIÓN POST-EVENTO (RAMPAS DE VIENTO) 230 kV 115 kV 34,5 kV 1,20 TENSIÓN EN POR UNIDAD 1,15 1,10 1,05 1,00 0,98 0,95 0,90 0,85 ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0,80 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 118: Vmáx. de la oscilación post-evento en todos los casos de desconexión del PEP Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 205/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN DE LAS TENSIONES DE LA OSCILACIÓN POSTEVENTO (RAMPAS DE VIENTO) 230 kV 115 kV 34,5 kV 30 25,00 Tiempo den segundos 25 20 15 10 5 ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 119: Tiempo de estabilización de V en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 206/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VELOCIDAD DE LOS AEROGENERADORES (RAMPAS DE VIENTO) w MÁX max = DESVIACIÓN % DE LA VELOCIDAD DE LOS AG 1,070 1,0625 = 1,05*1821/1800 1,050 ByD A 1,030 1,026 1,010 0,990 0,970 0,950 0,930 ET CASO 101 ET CASO 100 ET CASO 99 ET CASO 98 ET CASO 97 ET CASO 96 ET CASO 95 ET CASO 94 ET CASO 93 ET CASO 92 ET CASO 91 ET CASO 90 ET CASO 89 ET CASO 88 ET CASO 87 ET CASO 86 ET CASO 85 ET CASO 84 ET CASO 83 ET CASO 82 ET CASO 81 ET CASO 80 ET CASO 79 ET CASO 78 ET CASO 77 ET CASO 76 ET CASO 75 ET CASO 74 ET CASO 73 ET CASO 72 ET CASO 71 ET CASO 70 ET CASO 69 ET CASO 68 ET CASO 67 ET CASO 66 0,910 CASOS A: CON CONEXIÓN ISIRO-PF II / CASOS B y D SIN CONEXIÓN ISIRO-PF II Figura 120: Velocidad de los AGs en todos los casos de rampas de viento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 207/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 VIII.5.C) ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS: RAMPAS DE VIENTO Las rampas de viento aplicadas y analizadas han sido estimadas mediante los datos de viento entregados por PDVSA-CRP para realizar los estudios. Sin embargo la información recibida corresponde a los valores medios de las mediciones de viento en la zona y las rampas aplicadas se han determinado de forma aproximada. En ninguno de los casos analizados se presentan problemas de estabilidad (de ángulos, frecuencias o voltajes) ante este tipo de eventos. Sin embargo, como se ha determinado para todos los estudios de estabilidad anteriormente analizados, los casos más críticos resultan ser los de la RESP desconectada del SIN. Esta situación es obvia dado que en dicha condición el sistema es más débil y el control de frecuencia-voltaje lo hace la planta Josefa Camejo. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 208/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IX) RESULTADOS DE LOS ESTUDIOS TRANSITORIOS ELECTROMAGNÉTICOS A continuación se presentan los resultados del estudio para la verificación de los valores de sobretensiones de origen atmosférico (STA) y sobretensiones de maniobra (STM) que pueden presentarse en el Parque Eólico Paraguaná (PEP) en su conjunto (según los alcances propuestos y tal como se ha descrito en la Memoria del Proyecto [1]). IX.1) ESTUDIO DE SOBRETENSIONES ATMOSFÉRICAS (STA) IX.1.A) ALCANCE Y CASOS DE ESTUDIO DE STA Se han considerado las líneas que provienen de las S/E´s JUDIBANA y LOS TAQUES, la S/E 34,5/115kV Parque Eólico Paraguaná (PEP) y el sistema de distribución en 34,5kV desde dicha subestación hasta cada una de las unidades de generación (AG) que forman parte del conjunto. El estudio de STA se divide en dos los escenarios, en cuanto al equipamiento y al origen de la perturbación: 1. Subestación 115/34,5kV PEP 2. Circuitos de generadores en 34,5kV y 690V El alcance del estudio consiste en verificar la afectación del equipamiento que compone el PEP, ante la ocurrencia de descargas atmosféricas. Para ello, se realizarán simulaciones digitales del sistema y se determinarán las sobretensiones que se pueden originar sobre los equipos o nodos críticos (motores, transformadores, cables, subestación, etc.). En función a los valores de estas sobretensiones, a las características de aislamiento de los equipos del sistema (CFO y BIL) y a la propia actividad de rayos en la zona, se determinan la tasa de retorno (TR) o años entre fallas esperadas en la instalación. Por las características propias del sistema, el estudio se divide en dos partes sobre las que se muestran resultados y análisis individuales: La primera parte abarca el análisis del parque generador con todos sus componentes eléctricos, el sistema de baja tensión y de media tensión en 34,5kV de la subestación PEP. La segunda parte comprende la llegada de las líneas en 115kV y los equipos de la subestación expuestos a la incidencia de las descargas atmosféricas a ese nivel de tensión en la subestación PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 209/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IX.1.B) METODOLOGÍA SEGUIDA EN LOS ESTUDIOS DE STA Se han seguido los siguientes pasos, a fin de lograr el alcance planteado: Levantamiento de la información del sistema: o Características y especificaciones del equipamiento. o Distribución geográfica (distancias y topologías) o Datos del aislamiento y características particulares. Modelación de los componentes del PEP en un programa especializado para el cálculo de los transitorios electromagnéticos (en este caso se emplea el programa ATP/EMTP, del que se dispone de la licencia original de uso por parte de la USB). La representación circuital es la adecuada para el tipo de fenómeno a simular (descargas atmosféricas), que se encuentra en cuanto a frecuencia en el orden de los cientos de kHz. Para ello, se seguirán las pautas recomendadas en el documento del WG 33 de CIGRE y artículos emanados por Wind Generation (WG) de IEEE. Se puede mencionar, el IEEE PES Wind Plant Collector System Design Working Group, en su trabajo titulado “Wind Power Plant Grounding, Overvoltage protection, and Insulation Coordination”, publicado en 2009. Planteamiento de los escenarios de estudio: conocida la topología de la red, se buscan aquellos estados que impliquen las mayores sobretensiones esperadas. Para cada sección en particular, se plantearán dichas condiciones particulares. Recopilación de resultados para su posterior análisis y determinación de las condiciones críticas que podrían ocasionar fallas en el sistema. Determinación de las tasas de retorno (TR) para cada sección. Análisis de resultados y conclusiones. IX.1.C) STA SOBRE LOS AEROGENERADORES DEL PEP (STA-AG) IX.1.C.1 Introducción y alcance (STA-AG) Se verifica el sistema ante impactos de rayos que ocurran directamente sobre los AG y su interacción con el resto del sistema de potencia del PEP. Se plantean los modelos correspondientes para simular las condiciones del sistema cuando un rayo impacta, sobre las palas o góndola del AG, como se muestra en la Figura 121. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 210/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 121: Tipos de impactos de rayos a ser estudiados (estudio de STA) Estas condiciones de impacto, son analizadas con el aerogenerador interactuando y conectado con el resto del parque, para considerar su influencia sobre el resto de los equipos del sistema. Se hacen ciertas aproximaciones producto del alcance del estudio planteado: no se consideran daños a la estructura (palas, torre, góndola, etc.), puesto que no se dispone los datos y se supone que el parque ha sido dimensionado para la locación particular. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 211/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 El alcance del estudio de STA consiste en calcular y analizar las sobretensiones que pueden originarse debido al impacto de rayos en cualquiera de los AGs del sistema y sobre los nodos a los que están conectados equipos críticos. Los equipos críticos son: el Generador Eléctrico, el Transformador de potencia (lado de AT y de BT) del generador y la Barra de 34,5kV de la S/E PEP. Para lograr este alcance, se siguen los pasos indicados en la metodología general descrita en este informe y los aspectos resaltantes se muestran en los siguientes puntos. IX.1.C.2 Descripción del sistema para los estudios de STA El PEP está compuesto por una subestación de 34,5 /115kV, a la que llegan ocho circuitos de 34,5kV, que agrupan eléctricamente a 76 AGs de 1,32kW cada uno y salen dos circuitos de 115kV, hacia las S/E Judibana y Los Taques. Los 76 AGs están dispuestos en ocho filas de 10 ó 9 unidades cada una. Cada fila corresponde a un circuito y éstas tienen características particulares en cuanto a la conexión y continuidad de tierras de cada aerogenerador. En este estudio se analizará una fila típica: la correspondiente al circuito identificado como No. 2 que agrupa los AG numerados desde el 1 al 10, siendo el 10 el más alejado de la S/E PEP. Cada AG está separado del siguiente por una distancia aproximada de 280m y cada uno tiene una altura máxima de 85.7m. Todos los equipos eléctricos de baja tensión operan a un voltaje de 690V y se encuentran ubicados dentro de la estructura metálica del AG. También están en el interior, el transformador elevador 690V /34,5kV y la celda de media tensión. En el exterior, existe una bancada subterránea a 34,5kV que recorre toda la fila y llega hasta la S/E PEP. La S/E está montada mediante celdas, por lo que todo el equipamiento en cuanto a barras, transformadores de medida, protección y control, está ubicado en el interior de las celdas y protegido de impactos directos de rayos. La S/E tiene cuatro transformadores de 34,5/115kV y los circuitos de entrada a 34,5kV, son subterráneos. Las salidas en 115kV son aéreas y se dirigen en un tramo no superior a 20m, hacia el interior de la S/E de 115kV que es aislada en SF6. El diagrama unifilar general de la instalación suministrado para el proyecto se presenta en la siguiente figura. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 212/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 122: Esquema básico de la S/E PEP y del parque eólico (estudio de STA) El esquema típico de cada fila o circuito, se muestra en la Figura 123. Cada AG está compuesto por los siguientes elementos del sistema eléctrico de potencia: Generador Eléctrico (Máquina de Inducción) Banco de Compensación reactiva Transformador Booster elevador Celda de Media Tensión Elementos de Protección contra sobretensiones, etc. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 213/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 123: Esquema general de los circuitos de los AG (estudio de STA) La representación eléctrica empleada en el estudio se puede ver en la Figura 124. Como se indica, existen tres protecciones contra sobretensiones: las dos primeras son para los circuitos a 690V (uno en la góndola y otro en la base de la torre) y otro para el circuito de 34,5kV, a la salida del TRX elevador. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 214/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Góndola 690 V G G Ccomp TVSS Continuidad de Tierras AG Circuito Eléctrico Gondola - Base 690V Booster TRX 34.5kV Celda de MT MOV TVSS Base de la Torre Rpat Viene de otro AG (Cable 34.5 kV) Figura 124: Representación de los equipos y disposición en cada AG (estudio de STA) Las características de cada uno de los componentes que forman parte del PEP, ha sido suministrada por PDVSA-CRP para el estudio, en algunos casos se han usado los valores de referencia de los fabricantes y se complementó la información con datos disponibles en la red. IX.1.C.3 Implementación de los modelos en el programa ATP/EMTP (STA-AG) En base a la información suministrada, se calcularon los parámetros de los componentes que forman parte del sistema a simular. Como se indicó anteriormente, se representó el Circuito No. 2 y la S/E PEP. Los datos importantes remarcar en este apartado son: Datos de niveles de aislamiento (BIL): o Para los circuitos de 690 V BIL = 2500 - 3000V. o Para el circuito de 34,5Kv BIL = 170 kV. o Para el circuito de 115kV BIL = 550 kV. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 215/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Modelación de protecciones contra sobretensiones TVSS o supresores (BT), MOV o Descargadores (MT y AT): los datos de las curvas de actuación voltaje/corriente, fueron obtenidos de los fabricantes con las características establecidas en las especificaciones técnicas de los documentos. Así, las características para el TVSS dispuesto en el generador, el TVSS del lado de BT del TRX y el MOV del lado de AT del TRX, se muestran en las siguientes figuras (Figura 125). Energías límites de daño en supresores y descargadores: Se asumieron los siguientes datos extraídos de los catálogos de los fabricantes: para los supresores de BT, se trabaja entre 2 y 3.2kJ, mientras que para el descargador de MT, se trabaja con 20kJ. Sistema de Puesta a Tierra (SPT): Cada AG tiene un sistema de puesta a tierra complejo, que emplea la propia fundación y dos anillos perimetrales. Dadas las características de resistividad del suelo y las condiciones impuestas por el fabricante de los AG, se asumió que el valor más alto de resistencia de puesta a tierra que éstas podrían tener es de 10 (simuladas de forma concentrada). Todos los AG de un mismo circuito están interconectados a través de un conductor de continuidad de tierra, enterrado en conjunto con la bancada de cables de media tensión. Este conductor se simula por medio de un circuito de línea corta, empleando para el cálculo de los parámetros las formulaciones de Sunde (“Earth Conductions Systems”), incluyendo el efecto del tiempo de viaje dadas las distancias promedio entre AG de 283 m. Se modeló la S/E PEP como una resistencia concentrada de valor 5 (peor escenario). En la Figura 126 y Figura 127 se muestran los modelos desarrollados en el programa ATP/EMPT. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 216/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 3.0 U [kV] 2.2 1.5 0.7 I [kA] 0.0 0.0 2.9 25.4 50.7 76.1 101.5 U [kV] 2.2 1.5 0.7 I [kA] 0.0 0.0 99.8 25.2 50.3 75.5 100.7 U [kV] 87.1 74.5 61.9 I [kA] 49.2 0.0 10.1 20.3 30.4 40.6 Figura 125: Características de los descargadores simulados (estudio de STA) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 217/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 126: Modelación de la red de continuidad de tierras de c/circuito de AG y de la S/E PEP Figura 127: Esquema de continuidad eléctrica de tierras en todo el PEP (estudio de STA) Se obtuvieron los modelos de cada uno de los elementos indicados en los esquemas de la Figura 128 y Figura 129. Se obvian las indicaciones de los datos particulares de los parámetros, ya que los mismos se encuentran en los catálogos y especificaciones que fueron suministrados para el estudio en cuestión. Igualmente al presente informe se anexa el archivo de simulación en formato .acp (de lectura con el preprocesador del EMTP/ATP y ATPDraw). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 218/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 128: Modelo de un AG y su interconexión en potencia y tierras (estudio de STA) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 219/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 129: Modelación de la S/E PEP para el estudio de STA IX.1.C.4 Escenarios de estudio para el análisis de STA-AG En este apartado se describen los escenarios de estudio y la metodología general para determinar la actividad atmosférica y las probabilidades de impacto de rayos en el PEP. En la Figura 130, se muestra el mapa de actividad de rayos oficial de Venezuela, está expresado en días de tormenta al año. Se puede observar que la actividad ceraúnica alrededor del emplazamiento del PEP, está en torno a los 40 días de tormenta al año. Sin embargo, la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, http://www.noaa.gov/) en sus registros indica que durante los últimos años se ha incrementado la actividad atmosférica producto de los cambios climáticos, especialmente en el área tropical del planeta. Por ello, se plantearán dos escenarios para el estudio en cuestión: 40 y 60 días de tormenta al año. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 220/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 130: Actividad Atmosférica en Venezuela (estudio de STA) El dato de mayor interés para los estudios de descargas atmosféricas es la densidad de descargas atmosféricas a tierra. Para relacionar los días de tormenta por año (nivel ceráunico) con la densidad de rayos, se emplea la siguiente aproximación, indicada en la NFPA 780 e IEC 62305: Ng 0.04 TD1.25 Ecuación 16 Donde Ng es la densidad en rayos / km2-año y TD es el nivel ceraúnico en días de tormenta al año. Empleando dicha formulación, se pueden obtener los datos que se muestran en la Tabla 46. Se puede establecer que en el peor escenario, pueden ocurrir hasta 6.68 rayos que impacten a tierra por km2 durante un año. Tabla 46: Datos de actividad atmosférica en PEP (estudio de STA) TD (días de tormenta al año) Ng (Rayos/km2-año) 40 4.02 60 6.68 Con este nivel de actividad, para conocer cuántos rayos efectivamente pueden impactar directamente en los aerogeneradores que forman parte del Parque Eólico Paraguaná (PEP), se debe determinar el área efectiva de atracción de sus estructuras. Para ello, se emplea la metodología establecida en la Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 221/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IEC 61400-24 (Protección de AG contra rayos) y la distribución geográfica planteada en el proyecto PEP. La Figura 131 muestra el área expuesta a la incidencia de descargas atmosféricas sobre cada aerogenerador. Figura 131: Área de colección de rayos de un aerogenerador (estudio de STA) Dado que la altura efectiva máxima (con la pala en su máxima altura) es 85.7m, el área de colección de rayos de un solo AG, es de 207.661m2 (0,207km2). Siendo dicha área Aei, el área total de atracción de todo el PEP debería ser la sumatoria de 76 Aei. Sin embargo, estas áreas se solapan y por ello se aplica un factor de corrección. Se determinó gráficamente que el área efectiva debido a la superposición de elementos con la misma altura es del orden del 20%. En definitiva, el PEP tiene un área de atracción de 3,156km2, según se indica en la siguiente ecuación. Ae Aei 76 0.2 3,1566 km2 Ecuación 17 Si se conoce la densidad de rayos Ng y el área de colección o atracción total, se puede determinar la cantidad de impactos de rayos esperados en el PEP al año. Estos valores se resumen en la Tabla 47. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 222/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 47: Número de rayos que impactarán al año en un AG del PEP (estudio de STA) Ng (rayos/km2-año) Ae (km2) No. impactos de rayos al año en el PEP 4.02 3.1566 12.7 6.68 3.1566 21.1 La tabla anterior muestra que en el peor escenario se espera que 21 rayos/año impacten a los AGs del PEP. No todos los rayos que impacten causarán daño y por ello se deben realizar las simulaciones correspondientes. Para obtener la tasa de retorno o años esperados por falla de un AG, es necesario seguir el siguiente procedimiento. Obtener las máximas sobretensiones que se pueden originar en los equipos del PEP. Para ello, se calcula la mínima corriente (Icrítica) que causaría que la tensión pico transitoria supere el nivel de aislamiento de los equipos (este valor de tensión se fijó en 2500V para los equipos de tensiones de 690V y 170kV para los de 34,5kV). La forma de obtener Icrítica, consiste en plantear los casos de estudio que simulen las condiciones más adversas que se puedan presentar, de tal forma que se alcance la tensión crítica de los equipos, ante la menor corriente de rayo posible. Una vez que se conoce la menor corriente que causa daño (Icrítica), se puede conocer la probabilidad acumulada de que ésta sea superada (ya que cualquier corriente superior causaría daño), empleando la siguiente expresión: 1 P (I crític a ) I crítica kA 31 1 2 .6 Ecuación 18 La tasa de falla (fallas por daño de equipos al año) puede ser estimada empleando la siguiente ecuación. TASA DE FALLA TF Ng Ae P( I crítica ) Ecuación 19 Finalmente, la tasa de retorno (TR) que indica el tiempo estimado entre fallas, se puede determinar como el inverso de la tasa de falla obtenida mediante la Ecuación 19. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 223/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 TASA DE RETORNO IX.1.C.5 TR 1 TF Ecuación 20 Casos de estudio para la simulación de STA-AG Resulta claro, al comparar los valores de tensiones BIL (2,5kV y 170kV), que el sistema más sensible a falla, corresponde al de BT (690V); por ello se centrará el análisis en éste nivel de voltaje. Como se ha dicho, los sistemas de 690V y 34,5kV no pueden ser impactados directamente por rayos, ya que se encuentran dentro de las estructuras del AG o en celdas cerradas o en bancadas subterráneas. Esto implica que no se planteará ningún escenario donde un rayo caiga directamente sobre los equipos, estudiándose solamente las consecuencias sobre los equipos al impactar un rayo sobre el AG (palas y torre). Todos los estudios reportados, indican que el problema se puede presentar por la elevación del potencial de tierra y causar una ruptura retroactiva: es decir tierra-fase (no fase-tierra), introduciéndose una onda transitoria en los conductores de fase y por ende en los equipos de potencia. El rayo puede impactar en tres zonas del aerogenerador: pala, góndola o torre. Usando un modelo electro-geométrico como el expuesto en el método de la esfera rodante de la norma IEC62305, se puede demostrar que cualquier corriente de rayo superior a 89kA, solo puede impactar en las palas, por su radio de atracción. Por estos motivos en el presente estudio se considerarán como peores escenarios, las siguientes situaciones: Corrientes de rayo inferiores a 89kA el rayo impactará sobre la góndola Corrientes de rayo superiores a 89kA el rayo impactará en las palas Los escenarios de estudio, corresponden a los que se enumeran a continuación (solo se estudiará como se indicó al inicio el circuito No. 2 (C2), ya que la disposición de equipos y distancias, es muy similar en el resto): Impacto de rayo en AG10, con interruptor de C2 abierto en S/E PEP y todos los equipos conectados. Impacto de rayo en AG5, bajo las mismas condiciones anteriores. Impacto de rayo en AG1 (el más cercano a la S/E), bajo las mismas condiciones anteriores. Con esto se busca estudiar el efecto que la localización de la descarga tiene sobre la corriente crítica de falla. Se tomarán registros de tensión en los siguientes elementos: Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 224/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 o Tensión sobre el generador eléctrico. o Tensión en el primario del TRX (BT). o Tensión en el secundario del TRX (AT). o Máxima elevación del potencial de tierra. o Tensión en la llegada de los conductores de fase a la S/E PEP. Nota 1: Estos registros se llevarán a cabo en todos los AG, para cada uno de los escenarios planteados. Nota 2: Adicionalmente, se registrarán las energías manejadas por los TVSS (generador y primario de TRX), en el AG que esté siendo impactado por el rayo y se comparará dicho valor con los límites dados por los fabricantes. Los escenarios pueden ser resumidos según se indica en la Figura 132. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 225/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 132: Escenarios de estudio de STA-AG IX.1.C.6 Resultados obtenidos en las simulaciones de STA-AG Caso 1: Impacto en el AG10 En la Figura 133, se muestran las tensiones en los generadores de cada uno de los AG del C2, para cinco valores de magnitud de corriente de rayo (5, 10, 30, 50 y 100kA). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 226/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 133: Voltajes en borne de los AG en la S/E PEP En la Figura 134, se muestran las tensiones en el lado de BT del TRX, en la Figura 135, las tensiones del lado de AT del TRX y en la Figura 136, las tensiones de elevación del plano de tierra de todos los AG y de la S/E PEP. Figura 134: Voltajes en el lado de BT del TRX de los AG 10 y 9, para varios valores de Irayo Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 227/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 135: Voltajes en el lado de AT del TRX de los AG 10 y 9, para varios valores de Irayo Figura 136: Voltajes de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo Se pueden observar varios aspectos en las figuras anteriores: El equipo más sensible a fallar (por ser donde se acercan mayormente los voltajes al valor crítico), es el generador eléctrico; por otra parte, los TVSS son los que limitan las tensiones vistas por los equipos, siendo indispensable su uso; y por Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 228/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 último, la red de 34,5kV no está sometida a ninguna condición de riesgo, bajo los escenarios estudiados. Esto implica que se puede determinar la corriente crítica que causa daño al motor y tomarla como la de valor más bajo con consecuencias sobre el equipamiento. Así, de las simulaciones para este caso, se obtuvo: Icrítica = 238 kA Lo anterior es sin considerar el consumo energético de los supresores de sobretensiones (TVSS), ya que el mismo delimita su uso y daño. En la Figura 137, se coloca la magnitud de la energía absorbida por los TVSS de BT, para las condiciones estudiadas en el AG10. Figura 137: Energía en los TVSS ante varias magnitudes de Irayo Se puede observar que los varistores del lado de BT del TRX, al tener una tensión nominal mayor que la de los generadores y al estar, eléctricamente cerca, prácticamente no conducen corriente. Por lo tanto es importante el TVSS asociado al generador. Al comparar las magnitudes, se puede indicar que el TVSS se dañará para corrientes de rayo superiores a 93kA para el límite inferior (1.6kJ) y 143kA para el límite superior (3.2kJ). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 229/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Esto implica que si se toma al TVSS como un elemento que puede fallar y causar posible parada del AG por necesidad de sustitución, la corriente crítica debería ser la de 93kA. Sin embargo, se debe aclarar que existe una incertidumbre sobre el valor energético real del dispositivo. Caso 2: Impacto en AG5 En la Figura 138, se muestran las tensiones en los generadores de cada uno de los AG del C2, para cinco valores de magnitud de corriente de rayo (5, 10, 30, 50 y 100kA). Figura 138: Voltajes en borne de los AG en la S/E PEP En la Figura 139, se muestran las tensiones en el lado de BT del TRX , en la Figura 140, las tensiones del lado de AT del TRX y en la Figura 141, las tensiones de elevación del plano de tierra de todos los AG y de la S/E PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 230/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 139: Voltajes en el lado de BT del TRX de los AG 4 y 5, para varios valores de Irayo Figura 140: Voltajes en el lado de AT del TRX de los AG 4 y 5, para varios valores de Irayo Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 231/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 141: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (PAT impacto en AG5) Se pueden resaltar varios aspectos de las figuras anteriores: la máxima tensión ocurre siempre en el AG donde cae la descarga atmosférica y los valores de tensión son prácticamente iguales. Esto implica que se obtiene la misma corriente crítica de daño que en el caso anterior. De las simulaciones para este caso de estudio, se obtuvo: Icrítica = 238 kA Caso 3: Impacto en AG1 En la Figura 142, se muestran las tensiones en los generadores de cada uno de los AG del C2, para cinco valores de magnitud de corriente de rayo (5, 10, 30, 50 y 100kA). En la Figura 143, se muestran las tensiones en el lado de BT del TRX , en la Figura 144, las tensiones del lado de AT del TRX y en la Figura 145, las tensiones de elevación del plano de tierra de todos los AG y de la S/E PEP. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 232/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 142: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (GEN impacto en AG1) Figura 143: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (BT TRX impacto en AG1) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 233/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 144: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (AT-TRX impacto en AG1) Figura 145: V de elevación del plano de tierra, para varios valores de Irayo (PAT impacto en AG1) Así, de las simulaciones para este caso, se obtuvo igualmente: Icrítica = 238 kA Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 234/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 En las siguientes gráficas y a modo de ejemplo, se muestran algunas ondas transitorias obtenidas de las simulaciones realizadas. En la Figura 146, se muestra una gráfica en tiempo de la sobretensión en bornes del generador de AG1, cuando impacta un rayo de 238kA y en la Figura 147, la tensión y corriente por el TVSS asociado. Se puede observar que la magnitud de corriente que circula por el TVSS es significativa, por lo que es posible que no lo soporte energéticamente, como se comentó en el Caso 1. En la Figura 148, se muestra ante la misma condición de corriente (238kA impactando en AG1), la tensión en bornes del generador de AG2. Se puede ver que la tensión es pequeña en comparación con la que sucede en el AG impactado. Esto implica que los TVSS no necesitan entrar en conducción y no tienen consumo energético asociado. 1000 [V] 500 0 -500 -1000 -1500 -2000 -2500 -3000 0,00 0,04 0,08 0,12 0,16 [ms] 0,20 (f ile CASO1PEP.pl4; x-v ar t) v :MOT1A -PT1 Figura 146: Tensión en bornes del generador de AG1 (p/corriente de 238kA) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 235/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 20 *10 3 0 -20 -40 -60 -80 0,00 0,04 (f ile CASO1PEP.pl4; x-v ar t) c:MOT1C -PT1 factors: 1 1 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,08 0,12 0,16 [ms] 0,20 v :MOT1C -PT1 10 0,00E+00 Figura 147: Tensión y corriente en el TVSS asociado a la fase C del generador del AG1 (p/corriente de 238kA, la tensión se multiplica por 10 por efectos visuales) 0 [V] -50 -100 -150 -200 -250 -300 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 [ms] 0,25 (f ile CASO1PEP.pl4; x-v ar t) v :MOT2A -PT2 Figura 148: Tensión en bornes fase A de generador del AG2 (p/corriente de 238kA) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 236/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IX.1.C.7 Análisis de resultados del estudio de STA-AG De las simulaciones en todos los casos (previamente se verificó que correspondían a los peores escenarios de sobretensiones atmosféricas) se pudo determinar que: 1. El AG impactado será siempre el que presente las mayores tensiones en todos sus nodos, siendo prácticamente despreciable lo que sucede en el resto de los AGs vecinos. Por ello se puede realizar de manera sencilla la estimación de la tasa de retorno, puesto que todos los AG tienen la misma probabilidad de falla, ante la misma corriente crítica de rayo. 2. La corriente crítica de rayo calculada es de 238kA, que tiene una probabilidad de 0.5% de ser superada (Ecuación 18). Esto quiere decir que el 99.5% de los rayos que impacten en el PEP tendrán magnitudes de corriente inferiores a la crítica. 3. Si se considera la falla de los TVSS como posible punto de daño o afectación del sistema, se podría trabajar con una corriente crítica de aproximadamente 93kA. Esta corriente tiene una probabilidad de 5.43% de ser superada (diez veces mayor que la anterior). 4. De los resultados se hace evidente que la tensión que aparece en los equipos es la elevación del plano de tierra y por ende este es el parámetro que afecta directamente al sistema. Esto implica que mientras menor sea su valor, mayor será la corriente crítica que causará daño. Este estudio plantea el peor escenario y este corresponde al valor más alto permitido por el fabricante para este parámetro (10 ). IX.1.C.8 Determinación de la Tasa de Retorno (STA-AG) En función de los resultados obtenidos, en la Tabla 48 se presentan los resultados de la tasa de retorno esperadas con los datos de las simulaciones efectuadas. Tabla 48: Tasas de retorno esperadas y resumen de resultados TD (días de tormenta al año) No. de rayos esperados P(Icrítica) TF (fallas/año en el PEP) TR (años entre fallas en el PEP) 40 12.7 0.00497 0.0631 15.84 60 21.1 0.00497 0.1049 9.54 Se puede observar que en el escenario más benévolo, se espera que cada 16 años ocurra una falla en el Parque Eólico Paraguaná, debido a descargas atmosféricas. En el peor caso, cada 10 años. Si se normalizan para compararlos con otros datos internacionales como los indicados en la IEC6100024 (fallas o sucesos al año por cada 100 AG instalados), se obtiene que: En el mejor caso (para 100 AG): TF = 0.083 y TR = 12 años Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 0,007 fallas/año 237/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 En el peor caso (para 100 AG): TF = 0.138 y TR = 7.2 años 0,019 fallas/año Si se toma en cuenta la probabilidad de daño de los TVSS, considerando por tanto, una menor Icrítica, se obtendrían los resultados mostrados en la Tabla 49. Tabla 49: TR esperadas y resumen de resultados considerando falla de TVSS por energía TD (días de tormenta al año) No. de rayos esperados P(Icrítica) TF (fallas/año en el PEP) TR (años entre fallas en el PEP) 40 12.7 0.0543 0.69 1.45 60 21.1 0.0543 1.14 0.87 Si nuevamente se normaliza para compararlo con otros datos internacionales (trabajando con fallas o sucesos al año por cada 100 AG instalados), se obtiene: En el mejor caso (para 100 AG): TF = 0.907 y TR = 1.1 años En el peor caso (para 100 AG): TF = 1.5 y TR = 0.67 años 0,824 fallas/año 2,239 fallas/año En el peor caso, donde la TR arrojó valores inferiores a la unidad, lo que implica en la práctica que se espera la falla (al año) de dos aerogeneradores por causa de los TVSS. Las estadísticas internacionales indican del orden de 3 fallas al año por cada 100 aerogeneradores, debido a los rayos. Los números arrojados por este estudio son menores en el caso de considerar la falla de TVSS, que como se observa eleva significativamente la tasa de fallas o sucesos. La razón de tener números menores es que en este estudio no se consideró el cálculo o análisis de fallas en los elementos estructurales (palas, rodamientos, etc), debido a rayos, ni otros elementos de control que sacarían de servicio al elemento. Esto implica que se podrían esperar más sucesos que los estimados. IX.1.C.9 Conclusiones sobre el análisis de STA-AG Los valores obtenidos de TR, para los casos considerados, están dentro de los esperados para este tipo de instalación. Considerando los peores escenarios, se esperan sucesos que involucren daños en los generadores, cada 8 años aproximadamente y 2 sucesos al año que involucran a los TVSS. Se deberá prestar especial atención a los siguientes aspectos: La seguridad depende de los bajos valores de las resistencias de puesta a tierra. Esto implica que dado que se trata de una zona posiblemente corrosiva por contenido de sales disueltas en Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 238/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 el suelo, se deben maximizar las labores de revisión y mantenimiento previstos sobre este componente del sistema. Los TVSS son elementos que tienen un papel crucial en la protección de los generadores. Sin embargo, por ser de BT, pueden manejar contenidos energéticos relativamente bajos. En caso de que se presenten muchos daños a lo largo del tiempo, se recomienda sustituirlos por los de mayor energía disponible en el mercado. IX.1.D) STA SOBRE LA SUBESTACIÓN PEP (STA-S/E PEP) IX.1.D.1 Introducción (STA-S/E PEP) A continuación se presenta la metodología utilizada y los resultados obtenidos respecto a la verificación de la coordinación del aislamiento del lado de 115kV asociada al Parque Eólico Paraguaná. La verificación de la coordinación del aislamiento de la subestación PEP se realizará en dos etapas, primeramente se verificará el correcto blindaje o apantallamiento de los elementos expuestos a la incidencia directa de las descargas atmosféricas de la propia subestación y luego se evaluará la mínima corriente de rayo que produzca daño en el aislamiento de la subestación y/o daño energético en el descargador de sobretensiones, producto de una sobretensión incidente por las líneas aéreas que conectan a la subestación. IX.1.D.2 Metodología para evaluar el apantallamiento de la S/E (STA-S/E PEP) La verificación del sistema de protección contra descargas atmosféricas o apantallamiento para la Subestación PEP asociada al Parque Eólico Paraguaná 115/34,5kV, se realizó tomando como referencia la guía para el diseño de apantallamiento contra descargas atmosféricas directas en subestaciones de IEEE 998 “ Guide for Direct Lightning Stroke Shielding of Substation”. Ésta guía define varios procedimientos para el diseño del apantallamiento, dentro del que se destaca el método electro-geométrico o comúnmente llamado método de la esfera rodante. El método de la esfera rodante consiste en rodar una esfera imaginaria de radio prescrito sobre la superficie de una subestación. La esfera rueda y es soportada por los dispositivos apantalladores (cables de guarda, puntas Franklin y estructuras metálicas). El equipo es protegido contra una descarga directa si permanece por debajo de la curva de la esfera. Si el equipo toca o penetra la superficie de la esfera, no estará protegido ([11]: IEEE 998). El radio de la esfera rodante queda determinado por el cálculo de la distancia de descarga, que a su vez es función de la corriente de descarga. El objetivo de éste método consiste en el cálculo de la distancia crítica de descarga para verificar el sistema de apantallamiento. ECUACIONES BÁSICAS DEL MÉTODO PROPUESTO EN IEEE 998 A continuación se muestran las fórmulas básicas para la verificación del apantallamiento de la subestación PEP basado en la norma IEEE 998. La distancia crítica de descarga (Sm) se calcula según la siguiente ecuación: Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 239/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Sm 8 k I s0 .6 5 Ecuación 21 Donde: Sm = Distancia crítica de descarga [m] k = Coeficiente que considera distancias de descarga diferentes que depende de los dispositivos apantalladores (se toma 1 para cables de guarda o tierra y 1,2 para puntas Franklin) Is = Corriente crítica de descarga [kA] La corriente crítica de descarga (Is) se define como aquella que puede producir una sobretensión crítica para el aislamiento y se determina mediante la siguiente ecuación ([11]: IEEE 998). Is 2, 2 B IL Zs Ecuación 22 Donde, BIL = Nivel básico de aislamiento [kV] Zs = Impedancia característica del conductor de fase [ ] El valor del nivel básico de aislamiento (BIL) se especifica para el aislamiento del juego de barras soportadas, para el aislamiento del conexionado encapsulado en SF6 y para los diferentes equipos asociados. El cálculo de la impedancia característica del conductor de fase considera la altura promedio del conductor de fase, el efecto corona y el radio equivalente del conductor. Al tener la distancia de descarga crítica, se obtiene el radio de la esfera rodante y se puede verificar gráficamente el sistema de apantallamiento de la subestación. Por lo tanto, luego de trazar las zonas de protección descritas por los arcos de circunferencia de la esfera imaginaria se observa que todos los equipos se encuentren por debajo de éstas curvas. Si algún equipo llegase a tocar la esfera o atravesarla, el mismo estará desprotegido ya que puede recibir una descarga directa que deteriore su aislamiento. VERIFICACIÓN DEL APANTALLAMIENTO DE LA S/E PEP (STA-S/E PEP) En la Figura 149 se muestra el área que conforma la subestación PEP; donde se puede observar que existe una zona asociada a la llegada de la línea en 115kV, de forma aérea, la cual entra en el edificio eléctrico a una sección encapsulada en SF6, identificado como “corte a”. Dentro del edificio se encuentra el arreglo de barras, de allí sale fuera del edificio, de forma aérea, la interconexión a los transformadores 115kV / 34,5kV, identificado como “corte b”. La salida del trasformador del lado de 34,5kV es en cable e interconecta, dentro del edificio eléctrico, al conjunto de celdas de distribución, Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 240/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 por lo se considera que el lado de 34,5kV se encuentra totalmente apantallado. Dado el arreglo constructivo de la subestación PEP, con sus particularidades del conexionado en 115kV y encapsulado en SF6 y el lado de 34,5kV con salida por cable apantallado y el conjunto de celda dentro de la edificación, los cortes a y b señalados en la Figura 149 son los puntos más críticos para la evaluación del apantallamiento. Figura 149: Área de apantallamiento de la Subestación PEP, zonas externas (cortes a y b) Con los datos obtenidos de la información suministradas para el estudio, a continuación se muestran los valores requeridos para la evaluación del apantallamiento, tal como la altura promedio, radio corona, impedancia característica, así como la determinación de la corriente y distancia de descarga crítica (Tabla 50). Posteriormente se procedió a verificar gráficamente cada zona descrita en las premisas de cálculo a través del rodamiento de una esfera imaginaria sobre los dispositivos apantalladores. La Figura 150 muestra la sección correspondiente a la llegada de línea a 115kV, “corte a”, en dicha sección, se observa el recorrido de la esfera rodante con su zona de protección y se demuestra que las partes energizadas en 115kV se encuentra por debajo de la circunferencia descrita por la esfera imaginaria, también se tiene que ningún equipo atraviesa la misma, por lo cual, se puede afirmar que esa zona se encuentra efectivamente apantallada. Tabla 50: Datos y valores bases para la determinación del radio de la esfera rodante Datos y valores bases de cálculo Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 241/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Altura máxima al guarda = 14 m Conductor de guarda: acero galvanizado 3/8” radio = 0.00476 m Altura máxima fase = 10 m , Altura mínima fase = 8.3 m Flecha = 1.7 m Altura promedio = 8.9 m Conductor de fase: ACAR 350 MCM radio 0.00862 m Longitud de la cadena = 1.5 m Vc = 824.9 kV, Rc = 0.107 m, Zs = 375 ohm Sección 115kV: BIL = 550 kV Is = 3,2 kA Sección 115kV: S = 17 m (radio de la esfera rodante para I critica) Figura 150: Área de apantallamiento de la Subestación PEP, zonas externas (cortes a y b) La Figura 151 muestra la sección correspondiente a la interconexión de los transformadores a 115kV, “corte b”, en dicha sección, se observa el recorrido de la esfera rodante con su zona de protección y se demuestra que las partes energizadas en 115kV se encuentra por debajo de la circunferencia descrita por la esfera imaginaria, también se tiene que ningún equipo atraviesa la misma, por lo que se puede afirmar que esa zona se encuentra efectivamente apantallada. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 242/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 151: Área de apantallamiento de la Subestación PEP, zonas externas (cortes a y b) IX.1.D.3 Metodología de verificación de la Coordinación de Aislamiento (STA-S/E PEP) Dado que la subestación PEP 115/34,5kV se encuentra apantallada: no puede ocurrir impacto directo de rayo en las fases energizadas en la subestación. Existen dos fenómenos asociados a las descargas atmosféricas sobre la línea de 115kV que pueden producir sobretensiones incidentes en la S/E PEP, que conlleven la falla del aislamiento. El primero se asocia a falla del apantallamiento de la línea de 115kV y el segundo a la descarga retroactiva conocida como backflashover. A continuación se expone brevemente la metodología de cálculo y se determina la probabilidad de ocurrencia de ambos fenómenos en las líneas asociadas a la subestación PEP. TASA DE SALIDA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 115kV ASOCIADAS AL PEP Dependiendo del punto de incidencia de la descarga atmosférica, sobre la línea eléctrica se van a originar sobretensiones, que dependiendo de las características del aislamiento, pueden conducir a la falla de la línea y falla de los equipos de la subestación próxima a la incidencia de la descarga. Se asocian dos tipos de fallas debido a la incidencia de descargas atmosféricas en la línea: Fallas del apantallamiento: Este tipo de fallas ocurren cuando la descarga atmosférica incide directamente sobre el conductor de fase. Dependiendo de las probabilidades asociadas a las magnitudes de corriente de la descarga y del valor del aislamiento de la línea, se pueden determinar la tasa de salida de la línea y verificar si las sobretensiones que se producen por dicha descarga provocan daño del aislamiento en la subestación. Fallas por descargas retroactivas (backflashover): Este tipo de fallas ocurren cuando la descarga atmosférica incide sobre la estructura o el conductor de guarda y, dependiendo principalmente de la respuesta transitoria de la puesta a tierra, la torre de soporte adquiere un Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 243/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 voltaje transitorio que puede vencer el aislamiento de la línea y producir una descarga a los conductores de fase y por ende una sobretensión que puede producir daño del aislamiento en la subestación más próxima al punto de descarga. La tasa de salida total de una línea eléctrica debido a la actividad atmosférica en un área determinada, corresponde a la suma de los tipos de fallas. Como aspecto complementario, se puede comentar que el efecto de las sobretensiones inducidas en los sistemas de 115kV es despreciable por el nivel de aislamiento asociado a las mismas por lo que en este estudio no se tomaran en cuenta. ESTIMACIÓN DE LA TASA DE SALIDA La tasa de salida se calcula como la suma de las fallas por apantallamiento y las fallas por descargas retroactivas, consecuencias de la incidencia directa de las descargas atmosféricas sobre el área de atracción de una línea en particular. Tasa de salida por fallas del apantallamiento: El cálculo de este tipo de fallas se basa en la teoría del Modelo Electrogeométrico [12]. El esquema general del modelo se visualiza en la Figura 152, donde se muestran los posibles puntos de incidencia de una descarga atmosférica, dependiendo del área de atracción (S) del conductor de guarda, del conductor de fase o del plano de tierra. La finalidad del cable de guarda es evitar que incidan descargas sobre los conductores de fase y si esto ocurre, la descarga tiene una alta probabilidad de producir una falla en el aislamiento de la línea. En este caso, tal fenómeno se conoce como fallas del apantallamiento. En términos generales, para una configuración geométrica dada y para un determinado nivel de aislamiento, se puede determinar el área de atracción (S) y el área desprotegida por el conductor de guarda, a partir de la cual se estima el número de fallas ([12], [13], [14])]. La expresión que determina la tasa de salida por falla del apantallamiento es la siguiente: TS APANTALLAMIENTO 0, 04 Td 1,25 X s ( m) 10 P ( I mínima ) P ( I máxima ) Ecuación 23 Donde: Xs = espacio expuesto para la incidencia de la descarga atmosférica en la fase P(Imínima) = Probabilidad de la corriente mínima que produce daño del aislamiento P(Imáxima) = Probabilidad de la corriente donde ya no hay falla del apantallamiento Td = nivel ceráunico de la zona Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 244/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 152: Modelo electro-geométrico para la determinación de las fallas por apantallamiento Tasa de salida por fallas por descargas retroactivas: El cálculo de este tipo de fallas se puede evaluar con el uso del Programa de Transitorios Electromagnéticos, ATP ([16], [17]), basado en la simulación trifásica indicada en la Figura 153. En términos generales, la descarga incide sobre el conductor de guarda y produce una condición transitoria de sobrevoltaje en el poste, que al superar el aislamiento de la línea (CFO), va a producir una descarga hacia los conductores de fase, con su consecuente salida de operación ([12], [13], [14]). Los datos más importantes que dominan la sobretensión en el aislamiento son: la impedancia transitoria de la puesta a tierra, la geometría de la línea y el nivel de aislamiento. La expresión que determina la tasa de salida por descarga retroactiva es la siguiente: TS RETROACTIVA 0, 04Td 1,25 X s ( m) 0, 6 P ( I RAYO ) 10 Ecuación 24 Donde: Xs = área expuesta para la incidencia de la descarga atmosférica en la línea. P(IRAYO) = Probabilidad de la corriente de rayo que produce daño del aislamiento. Td = nivel ceráunico de la zona Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 245/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 153: Simulación trifásica para la determinación de fallas por descargas retroactivas Siendo: Za, Zb, Zc, Impedancia asociada a los conductores de fase Zg, Impedancia asociada al conductor de guarda Zt, Impedancia asociada al poste Re, Resistencia dinámica de puesta a tierra del poste Tt, T, Tiempo de viaje asociado a la propagación de las ondas viajeras Id (t), Forma de onda asociada a la descarga atmosférica Vt, Voltaje en la torre Vcru, Voltaje en la cruceta IX.1.D.4 Resultados de la tasa de salida en las líneas de 115kV (STA-S/E PEP) La geometría de la estructura de 115kV utilizada para la evaluación se muestra en la Figura 154 y representa una torre típica de 115kV, simple circuito con un solo cable de guarda. Para el análisis de la tasa de salida de las líneas se seleccionó como peor escenario de estudio un valor representativo del nivel ceráunico de 60 (TD = 60) que corresponde a una densidad de descargas a tierra de 6,68 rayos/km2·año. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 246/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 154: Estructura típica de una línea de 115kV a. Tasa de salida por fallas del apantallamiento: La tasa salida por falla del apantallamiento para las dos líneas de llegadas a la subestación PEP en 115kV. Los resultados se resumen en la Tabla 51. b. Tasa de salida por descargas retroactivas: La tasa salida por descargas retroactivas para las dos líneas de llegadas a la subestación PEP en 115kV. Los resultados se resumen en la Tabla 52. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 247/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 51: Tasa de salida de la línea por falla del apantallamiento DATOS Y CÁLCULOS PARA TASA DE SALIDA POR FALLA DEL APANTALLAMIENTO Zonda = 506.6 Imin = 2,0kA Fase más expuesta lado izquierdo: Fase más expuesta lado derecho: - área no cubierta Xs : 5.67 m - área no cubierta Xs: 2.26 m - Smax = 53.08 m - Smax = 34.2 m - Imax = 18.4 kA - Imax = 9.4 kA - P(Imin) = 0.999 - P(Imin) = 0.999 - P(Imax) = 0.790 - P(Imax) = 0.954 TS = 0.401 salidas/año-100 km Tasa de salida por línea: - Hacia la S/E Judibana: 9 km TS = 0.036 salidas/año - Hacia la S/E Los Taques: 1 km TS= 0.004 salidas/año Tabla 52: Tasa de salida de la línea por descargas retroactivas DATOS Y CÁLCULOS PARA TASA DE SALIDA POR DESCARGAS RETROACTIVAS Rtierra = 15 CFO = 690 kV Td = 60 Ancho expuesto a la incidencia de descargas atmosféricas = 177,4 m Tasa de salida por descarga retroactiva cada 100 km-año TS = 4.251 salidas/año-100 km Tasa de salida por línea: Hacia la S/E Judibana: 9 km - Hacia la S/E Los Taques: 1 km Ts = 0.382 salidas/año Ts = 0.042 salidas/año La corriente mínima que produce falla de la línea por descarga retroactiva es de 91,72kA Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 248/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 De los resultados obtenidos se demuestra que el fenómeno predominante por descarga atmosférica es el la descarga retroactiva, a pesar de tener una baja probabilidad de que ocurra (aproximadamente una salida cada 3 años para el caso de la línea más larga, PEP-JUDIBANA). Dicho fenómeno puede producir una sobretensión incidente en la S/E PEP, por lo tanto es importante determinar su efecto en dicha subestación, por lo que se procede a determinar la tasa de retorno de la sobretensión incidente en la subestación bajo estudio. IX.1.D.5 Severidad de la ST Incidente en la S/E (STA-S/E PEP) En general, la severidad de las sobretensiones (ondas de mayor magnitud y/o mayor pendiente son más severas desde el punto de vista de la coordinación del aislamiento) disminuye a medida que la ubicación de la descarga se aleja de la S/E. Esto ocurre especialmente debido a la atenuación y distorsión que sufren las ondas de alta tensión producto de la resistencia del conductor, del efecto corona, y a los colapsos sucesivos que sufre la onda viajera cuando se producen arqueos en el aislamiento de los postes o estructuras adyacentes. Si se asegura la coordinación del aislamiento para una sobretensión generada en una ubicación determinada, se está asegurando la coordinación para las sobretensiones originadas en ubicaciones más alejadas, no así, para aquéllas generadas por descargas más cercanas a la subestación. IX.1.D.6 Período de Retorno de la ST Incidente (STA-S/E PEP) El período de retorno de una sobretensión o período de años para el cual se estima ocurrirá una sobretensión con igual o mayor severidad (como promedio estadístico) que produce daño del aislamiento ([12], [13]), está definido por la siguiente relación: MTBF VS / T 1 P Id VS / T Ng W m P m M n vano Ecuación 25 Donde: MTBF(VS/T) = Período de retorno de la sobretensión VS/T (años) P(Id VS/T) = Probabilidad de exceder la corriente Id necesaria para producir VS/T Ng = Densidad de descargas a tierra en la zona (descargas/Km2 – año) W = Ventana transversal de atracción de la línea (km) M = Número total de líneas instaladas en la subestación m = Número de líneas en operación al momento de ocurrencia del evento P(m/M) = Probabilidad de conseguir m líneas en operación de M líneas instaladas n = número de postes a partir de la subestación donde ocurre el arqueo VANO = Longitud de los vanos (Km) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 249/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Como puede notarse, sobretensiones de mayor magnitud (kV) tienen un período de retorno más largo, ya que la primera aumenta al incrementarse la magnitud (kA) de la descarga (Id) atmosférica y la probabilidad de exceder una magnitud de descarga dada disminuye con el aumento de la variable (Id). En base a todo lo anterior, la filosofía de la coordinación del aislamiento en lo que se refiere a la onda incidente puede plantearse de la siguiente manera: para una línea con características dadas, la onda de sobretensión (magnitud y forma) que incide en la subestación y con la cual se ejecuta la coordinación de aislamiento, queda definida por la magnitud y ubicación de la descarga atmosférica y éstas a su vez por el período de retorno. Es decir, la tasa de falla (salidas/año) de la subestación es igual al inverso del período de retorno (años) para la coordinación de aislamiento realizada. El período de retorno requerido para las sobretensiones utilizadas en la verificación de la coordinación del aislamiento de subestaciones está entre los 100 y 600 años ([12], [13], [14]). IX.1.D.7 Metodología para determinar el Período de Retorno de la ST Incidente (STA-S/E PEP) Con el fin de verificar la coordinación del aislamiento de la subestación bajo estudio ante el fenómeno de descargas atmosféricas, se realizaron las simulaciones digitales para las peores condiciones de operación del sistema eléctrico, con la finalidad de poder determinar la mínima corriente de rayo que produzca daño en el aislamiento de la subestación y/o daño energético en el descargador de sobretensiones. Los aspectos de mayor importancia de la metodología utilizada para la coordinación de aislamiento de las subestaciones se describen a continuación: a. Diagramas de simulación y modelos de los elementos (equipos) involucrados Para la determinación de las sobretensiones atmosféricas (magnitud y forma) en los equipos de la subestación, se realiza la simulación del fenómeno transitorio electromagnético originado por la incidencia de una sobretensión en la subestación. El circuito de la subestación sobre el cual se realiza la simulación está constituido por los modelos adecuados para los cálculos de un fenómeno caracterizado por componentes de alta frecuencia, de equipos, barras y conexiones ([12], [13], [15] y [16]). En la Figura 155 se muestra el diagrama general para la simulación de la subestación bajo estudio. Dicho diagrama contiene toda la información respecto a los parámetros eléctricos de los modelos, longitudes, conectividad, ubicación de pararrayos, etc. Las dimensiones fueron tomadas y/o estimadas de los planos disponibles de planta y cortes de la subestación PEP. En conjunto con la subestación se modela parte de las líneas que salen de la misma y sobre la cual se simula, por medio de la inyección de una onda de corriente, la incidencia de la descarga atmosférica (Figura 155). Para ello se utiliza el modelo de línea multi-conductor de alta frecuencia Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 250/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 y donde se mantiene la identidad del cable de guarda. Adicionalmente, se simulan las estructuras, incluyendo el pórtico de la subestación, con su respectiva resistencia de puesta a tierra. b. Simulación de la incidencia de la descarga La incidencia de la descarga atmosférica se simula mediante una fuente de corriente conectado al punto del sistema que genere la mayor sobretensión. Se consideró la incidencia de la descarga en el primer vano de la línea de 115kV próxima a la Subestación PEP. Se consideraron dos escenarios: - Sobretensión incidente a la subestación originada por falla del apantallamiento de la línea de 115kV. - Sobretensión incidente a la subestación originada por falla por descarga retroactiva de la línea de 115kV. En ambos casos, se evalúan las magnitudes de voltaje en la subestación que pongan en riesgo el aislamiento de los equipos, para diferentes magnitudes de la corriente asociada a la descarga atmosférica. Se consideró falla del aislamiento en los siguientes puntos dentro de la subestación: - Acople de la línea de 115kV aérea con el tramo encapsulado en el edificio eléctrico. - Extremo de 115kV del transformador de potencia. Se evaluó el comportamiento de los descargadores de sobretensiones en 115kV: - Descargadores en la bahía de llegada de las líneas de 115kV (“corte a” de la Figura 149) - Descargadores en la bahía del transformador (“corte b” de la la Figura 149) Igualmente, se evaluó la tensión transferida al lado de baja tensión del transformador de potencia (34,5kV) producto de la sobretensión en el lado de alta tensión. c. Determinación del período de retorno Conocido el valor de corriente asociado a la descarga atmosférica que produce daño en la subestación, se determina la probabilidad de que esa corriente ocurra e incida en ese punto de la línea y con ello se calcula la probabilidad estimada de fallas del aislamiento dentro de la subestación producto de sobretensiones provenientes de las líneas de transmisión en 115kV conectadas a la misma. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 251/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 155: Esquema del modelo utilizado Línea-S/E para verificación de coordinación del aislamiento Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 252/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IX.1.D.8 ST incidente en la S/E por falla de apantallamiento de la línea de 115kV (STAS/E PEP) En este caso, la zona no protegida por el conductor de guarda, permite la incidencia de descargas atmosféricas sobre los conductores de fase entre una corriente mínima de 2,0kA hasta una corriente máxima de 18,4kA. La sobretensión es proporcional a la corriente de la descarga, en consecuencia se simuló la incidencia de una descarga con una corriente asociada de 18,4kA. La Figura 156 muestra los resultados obtenidos. El nodo 1 corresponde al punto de entrada de la subestación encapsulada, el nodo 2 es el extremo del transformador en el lado de 115kV y el nodo 3 es el voltaje transferido en el lado de 34,5kV del transformador de potencia. Figura 156: Voltajes resultantes en la S/E producto de una falla del apantallamiento (corriente de descarga asociada de 18,4 kA) Considerando que el aislamiento de la S/E para descargas atmosféricas (BIL) en el lado de 115kV es de 550kV y en el lado de 34,5kV es de 170Kv, conservando el margen de coordinación del 20% [14], se observan que las magnitudes resultantes son inferiores. En consecuencia, las sobretensiones incidentes a la subestación producto de fallas del apantallamiento de las líneas de transmisión no generan consecuencias en el aislamiento de la subestación, esto debido a la protección de los descargadores de sobretensiones y al bajo valor de resistencia de puesta a tierra de la S/E. Lo que sí se presenta es la falla en el aislamiento externo de la línea por la falla del apantallamiento de la misma. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES- USB 253/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 La energía máxima que pueden manipular los descargadores de sobretensiones ronda los 4 kJ/MCOV de acuerdo a catálogos disponibles para las características del equipo especificado. Para un MCOV de 96,0kV, se puede suponer una energía máxima de 384kJ. En la simulación realizada, la energía manipulada por los descargadores de sobretensiones no alcanzó los 50kJ, en consecuencia no existe riesgo de falla de los mismos por exigencias energéticas asociadas a su operación producto de la sobretensión atmosférica. IX.1.D.9 ST incidente en la S/E debido a la descarga retroactiva de la línea de 115kV (STA-S/E PEP) En el punto de incidencia considerado (primer vano próxima a la S/E), la corriente asociada a la descarga atmosférica que produce falla del aislamiento de la línea, es de 130,0kA. Magnitudes superiores de corriente producirán falla del aislamiento de la cadena de aisladores, es decir, falla tierra-fase, lo cual genera una sobretensión incidente en la subestación que puede afectar el aislamiento de los equipos allí instalados. En la Figura 157 se muestra el voltaje máximo asociada a la sobretensión en diferentes nodos de la subestación para diferentes valores de corriente asociada a la descarga atmosférica. El nodo 1 corresponde al punto de entrada de la subestación encapsulada SF6, el nodo 2 es el extremo del transformador en el lado de 115kV y el nodo 3 es el voltaje transferido en el lado de 34,5kV del transformador de potencia. Considerando el voltaje máximo permitido, asociado al BIL de la subestación considerando el factor de coordinación del 20%, la corriente crítica que ocasiona la falla de aislamiento en el nodo 1 es: Icrítica = 250 kA Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 254/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 157: Voltaje en diferentes nodos de la S/E (en función de la corriente asociada a la descarga atmosférica) Para dicho valor de la corriente crítica de falla, los descargadores de sobretensiones manejan una energía del orden de 80kJ, que está por debajo de los valores máximos en el equipo. IX.1.D.10 Tasa de retorno asociadas a ST por la incidencia de descargas en las líneas de 115kV En función de los resultados obtenidos, se presenta en la Tabla 53, los resultados de tasa de retorno esperados con los datos de las simulaciones efectuadas. Tabla 53: Tasas de retorno esperadas y resumen de resultados TD (días de tormenta al año) No. de rayos esperados sobre la línea al año en el primer vano 60 0.18 P(Icrítica) TF (fallas al año en el PEP) TR (años entre fallas en el PEP) 0.0044 0.0008 1250 Se puede observar que en el escenario más severo, se espera que cada (aproximadamente) 1250 años, ocurra una falla en la S/E PEP debido a descargas atmosféricas. Hay que resaltar que la S/E bajo estudio presenta protección contra las descargas atmosféricas en la entrada de la subestación y en el transformador de potencia, estos dos descargadores limitan las Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 255/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 sobretensiones de tal forma que la probabilidad de falla del aislamiento de los equipos instalados en la subestación sea muy baja, adicionalmente se incluye que gran parte de la S/E es encapsulada en SF6 que representa un blindaje adicional a la instalación. IX.1.E) Conclusiones (STA-S/E PEP) Se ha verificado la coordinación del aislamiento del lado de 115kV basándose en el criterio del período de retorno de una ST o período de años para el que se estima ocurrirá una sobretensión con igual o mayor severidad (como promedio estadístico) que produce daño del aislamiento. El estudio demuestra que la S/E está protegida contra descargas atmosféricas ocurridas en las líneas próximas a la S/E PEP. Hay que tener en cuenta que el alto índice de período de retorno obtenido (1250 años) se debe a los siguientes aspectos: Bajos valores de las resistencias de puesta a tierra de las torres de las líneas y de la propia subestación. Esto implica que dado que se trata de una zona posiblemente corrosiva por contenido de sales disueltas en el suelo, se deben maximizar las labores de revisión y mantenimiento previstos sobre este componente del sistema. La existencia de descargadores de sobretensiones a la entrada de la S/E y en el trasformador de potencia. Dichos equipos tienen un papel crucial en la protección de los equipos dentro de la subestación, por lo que su evaluación en cuanto a su estado físico será determinante en la vida útil de los equipos asociados a 115kV en la subestación. IX.2) IX.2.A) ESTUDIO DE SOBRETENSIONES DE MANIOBRA (STM) INTRODUCCIÓN, ALCANCE Y METODOLOGÍA En este apartado se presentan los resultados del estudio de sobretensiones de maniobra que pueden presentarse en el Parque Eólico Paraguaná (PEP). Los cálculos serán realizados empleando una herramienta digital de simulación especializada en transitorios electromagnéticos de amplio uso a nivel internacional (ATP/EMTP). Los voltajes que pueden presentarse en distintos puntos del PEP ante las maniobras de operación más frecuentes (energización de equipos y comportamiento ante fallas) serán evaluados y contrastados con las tensiones de soporte máximas de los principales elementos de la red. El estudio se basa en procedimientos internacionales: IEC60071, IEEE 1313, IEEE PC62.82.1 y en modelos y recomendaciones del CIGRE relativos a ST de maniobra. El alcance de los estudios consiste en verificar el desempeño de los equipos que componen el PEP, ante la ocurrencia de sobretensiones de maniobra. En función de los valores de las sobretensiones obtenidos para los casos operativos considerados más desfavorables y las características de Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 256/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 aislamiento efectivo de los equipos del sistema (BSL) se determinará el margen de seguridad que tienen los principales componentes del PEP. La metodología a seguir es la siguiente: Modelación de los componentes del sistema eléctrico del PEP en el programa ATP/EMTP de acuerdo a la información recopilada y a las recomendaciones técnicas para este tipo de estudios. La representación circuital se ajusta al tipo de fenómenos a simular (transitorios electromagnéticos), en donde interesan las respuestas en el orden de los milisegundos (1kHz a 10 kHz). Determinación de los escenarios de estudio. Se simulan las situaciones operativas donde se producen las mayores sobretensiones sobre los componentes del PEP. Obtención de las ST mediante la simulación de los fenómenos asociados a la energización de equipos y fallas monofásicas, que constituyen (para los niveles de tensión involucrados) los de mayor relevancia desde el punto de vista de estas maniobras. Se hace un análisis de resultados así como se obtienen las conclusiones del estudio. IX.2.B) DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Y ESCENARIOS DE ESTUDIO El Sistema a estudiar es el de la Figura 5, compuesto por 12 barras asociadas a nivel de transmisión / sub-transmisión (230kV y 115kV), la S/E asociada al PEP en 34,5kV y catorce (14) cargas distribuidas en la red en 34,5kV y 13,8kV. Para propósitos del presente estudio éste último nivel de tensión se ha modelado como cargas concentradas en las S/E’s de 115kV. La S/E PEP cuenta con ocho circuitos de 34,5kV que agrupan a 76 Aerogeneradores de 1,32MW c/u totalizando 100,32MW de capacidad instalada. Se incluyen tres (3) bancos de condensadores ubicados en las S/E’s de 115kV ISIRO, JUDIBANA y PUNTO FIJO I. Se usa como barra de referencia (slack) del estudio la S/E Planta Centro a 230kV, que se ha simulado a partir de las contribuciones de cortocircuito trifásico y monofásico del Sistema Interconectado Nacional (SIN). La generación del sistema se simuló en las S/E’s PLANTA CENTRO en 230kV (equivalente del SIN), PF3 (Planta JOSEFA CAMEJO), PF2 e IPP (GENEVAPCA) en 115kV. Finalmente se modelaron los equipos eléctricos de baja tensión asociados a los Aerogeneradores operando a un voltaje de 690V alimentados como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2. En la Tabla 54 indican las condiciones de generación, carga, compensación y tensiones del sistema asociadas al escenario base para el estudio de sobretensiones de maniobra (STM). Es importante mencionar que a este escenario se llego después de analizar todas las combinaciones de carga, generación y topologías previstas para la Red Eléctrica del Sistema Paraguaná (RESP) desde la puesta en servicio del PEP hasta el momento de entrega de mayor potencia a la red. La razón principal de la Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 257/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 selección de este escenario es garantizar la mayor tensión operativa en la S/E PEP, asegurando así que las sobretensiones obtenidas serán las máximas posibles (peor escenario). Desde el punto de vista topológico en el caso base se encuentran en servicio todos los elementos observados en la Figura 5 a excepción del PEP, que será energizado a partir de las condiciones operativas de la Tabla 54. Tabla 54: Escenario Base para estudio de STM del PEP Operación Base Barra Tension (pu) PTA2A 1,033 PFI1A 0,993 PF31A 0,998 GVP1A 1,000 ISI2A 1,001 ISI1A 1,042 PFII1A 0,993 PFIV1A 0,995 JUD1A 0,997 PEP1A 0,995 LTQ1A 0,994 Totales MW CARGAS MVAr COMPENSADORES MVAr 124,995 74,991 -11,01 163,362 46,98 19,983 60,924 47,814 25,992 9,99 32,955 -51,741 -14,976 11,004 427,248 5,001 196,743 -77,727 GENERACION MW MVAr 43,287 -16,494 65,697 26,673 277,389 65,805 49,344 8,268 435,717 84,252 Las características de cada uno de los componentes que forman parte del sistema eléctrico bajo estudio fueron suministradas por PDVSA-CRP y CADAFE/CORPOELEC. En los casos donde no se pudo obtener datos precisos se utilizaron valores típicos. Dada la simetría de construcción del PEP se procedió a determinar las sobretensiones ante las maniobras realizadas en una de las dos barras de 34,5kV de la S/E. En particular el estudio se centró en aquella identificada como “BP1” a continuación en la Figura 158. Esta barra agrupa 38 AGs divididos en 4 grupos (2 de 9 unidades y 2 de 10 unidades) alimentados por los transformadores 115/34,5kV identificados como T1 y T2 (barras BP1-S1 y BP1-S2). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 258/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Figura 158: Barras de la S/E PEP (estudio de STM) IX.2.C) STM: ENERGIZACIÓN DE EQUIPOS IX.2.C.1 Energización de líneas Durante la energización de líneas de transmisión, ocurren fenómenos electromagnéticos a lo largo de su longitud, que se traducen en ST y por lo tanto en esfuerzos adicionales sobre el aislamiento de éstas. En general, es necesario determinar los esfuerzos a los cuales se verá sometido el aislamiento de las líneas al efectuar este tipo de maniobras. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 259/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Para cada caso se determina la tensión en el extremos más alejado del punto desde donde se energiza la línea, previa obtención en el extremo emisor de la máxima tensión de barra antes de la energización (ver caso base de la Tabla 54). La línea de transmisión se simula mediante parámetros distribuidos dependientes de la frecuencia. Dado que la magnitud de sobretensión es una variable que depende, entre otros factores, del tiempo en que se cierran los contactos del interruptor que realiza la operación, es necesario un análisis probabilístico. Para cada maniobra de energización de línea o cable se realizan trescientas (300) simulaciones con tiempos de cierre seleccionados siguiendo una distribución normal y una discordancia de polos de 8ms, que se considerada típica en este tipo de estudios. IX.2.C.2 Energización de equipos de transformación La energización de los equipos de transformación, es una maniobra relevante a simular, ya que después de su actuación se presentan fenómenos electromagnéticos transitorios de importancia. Es de particular interés la determinación de la magnitud de la corriente de energización (o corriente de inrush) de los equipos, y la posibilidad de que se presenten armónicos no amortiguados debido a algún tipo de resonancia del sistema. Se determina, para los diferentes escenarios de operación, la máxima corriente de energización de los equipos de transformación más relevantes, detectando en cada caso, la posibilidad de que se presenten armónicos no atenuados en régimen permanente después de la maniobra. Se utiliza una característica de magnetización (V-I) de valores típicos, para garantizar la correcta representación del modelo del transformador para este tipo de estudio. IX.2.C.3 Casos de estudio de STM por energización de equipos Los casos a estudiar son los que se espera sean más críticos para el sistema: EN1: Energización de línea JUDIBANA-PEP a 115 kV desde S/E JUDIBANA. EN2: Energización del TRX T1 (115/34.5 kV) con T2 fuera de servicio. EN3: Energización del alimentador del 1er grupo de AGs con todos los demás grupos fuera de servicio (primero a energizar). EN4: Energización del alimentador del 1er grupo de AGs con todos los demás grupos en servicio (último a energizar). EN5: Energización del alimentador del 2do grupo de AGs con todos los demás grupos fuera de servicio (primero a energizar). EN6: Energización del alimentador del 2do grupo de AGs con todos los demás grupos en servicio (último a energizar). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 260/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 EN7: Energización del alimentador del 3er grupo de AGs con todos los demás grupos fuera de servicio (primero a energizar). EN8: Energización del alimentador del 3er grupo de AGs con todos los demás grupos en servicio (último a energizar). EN9: Energización del alimentador del 4to grupo de AGs con todos los demás grupos fuera de servicio (primero a energizar). EN10: Energización del alimentador del 4to grupo de AGs con todos los demás grupos en servicio (último a energizar). EN11: Energización de capacitor asociado al AG del grupo 1 con todos los demás fuera de servicio (primero a energizar). EN12: Energización de capacitor asociado al AG del grupo 1 con todos los demás en servicio (último a energizar). En todos los casos se toman registros de tensión y corriente en los siguientes elementos (según aplique): Tensión línea-neutro en cada fase en el extremo más alejado del punto de energización (Líneas y Cables). Tensión línea-neutro en cada fase en el punto de energización (TRX, Capacitores). Corriente que circula por cada fase en el punto de energización (TRX, Capacitores). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 261/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IX.2.C.4 Resultados de STM por la energización de equipos Energizacion Línea Judibana - PEP a 115 kV 3 [Vpu] 2 1 0 -1 -2 0 15 (f ile enlmax.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 1,07E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 30 v :RECB 1,07E-05 0,00E+00 45 60 75 [s] 90 v :RECC 1,07E-05 0,00E+00 Figura 159: Tensión en pu extremo S/E PEP: caso EN1 1,2 Energizacion Transformador T1 115/34.5 kV con T2 fuera de servicio [Vpu] 0,8 0,4 0,0 -0,4 -0,8 -1,2 0,0 0,4 (f ile ent1m.pl4; x-v ar t) v :PEP1A factors: 1 1,07E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,8 v :PEP1B 1,07E-05 0,00E+00 1,2 1,6 [s] 2,0 v :PEP1C 1,07E-05 0,00E+00 Figura 160: Tensión en pu extremo S/E PEP: 115 kV caso EN2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 262/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Energizacion Transf ormador T1 115/34.5 kV con T2 fuera de servicio 1,2 [Vpu] 0,8 0,4 0,0 -0,4 -0,8 -1,2 0,00 0,04 (f ile ent1m.pl4; x-v ar t) v :PEP1A factors: 1 1,07E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,08 v :PEP1B 1,07E-05 0,00E+00 0,12 0,16 [s] 0,20 v :PEP1C 1,07E-05 0,00E+00 Figura 161: Tensión en pu extremo S/E PEP: 115 kV caso EN2 (primeros ciclos) Energizacion Transformador T1 115/34.5 kV con T2 f uera de servicio 1,2 [Vpu] 0,8 0,4 0,0 -0,4 -0,8 -1,2 1,980 1,984 (f ile ent1m.pl4; x-v ar t) v :PEP1A factors: 1 1,07E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 1,988 v :PEP1B 1,07E-05 0,00E+00 1,992 1,996 [s] 2,000 v :PEP1C 1,07E-05 0,00E+00 Figura 162: Tensión en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 (ultimos ciclos) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 263/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Energizacion Transformador T1 115/34.5 kV con T2 f uera de servicio 5,00 [Ipu] 3,75 2,50 1,25 0,00 -1,25 -2,50 -3,75 -5,00 0,0 0,4 (f ile ent1m.pl4; x-v ar t) c:EMISA -PEP1A factors: 1 4,70E-03 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,8 c:EMISB -PEP1B 4,70E-03 0,00E+00 1,2 1,6 [s] 2,0 c:EMISC -PEP1C 4,70E-03 0,00E+00 Figura 163: Corriente en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 Energizacion Transformador T1 115/34.5 kV con T2 fuera de servicio 5,00 [Ipu] 3,75 2,50 1,25 0,00 -1,25 -2,50 -3,75 -5,00 0,00 0,04 (f ile ent1m.pl4; x-v ar t) c:EMISA -PEP1A factors: 1 4,70E-03 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,08 c:EMISB -PEP1B 4,70E-03 0,00E+00 0,12 0,16 [s] 0,20 c:EMISC -PEP1C 4,70E-03 0,00E+00 Figura 164: Corriente en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 (primeros ciclos) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 264/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Energizacion Transformador T1 115/34.5 kV con T2 fuera de servicio 1,00 [Ipu] 0,75 0,50 0,25 0,00 -0,25 -0,50 -0,75 -1,00 1,80 1,84 1,88 (f ile ent1m.pl4; x-v ar t) c:EMISA -PEP1A factors: 1 4,70E-03 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 c:EMISB -PEP1B 4,70E-03 0,00E+00 1,92 1,96 [s] 2,00 c:EMISC -PEP1C 4,70E-03 0,00E+00 Figura 165: Corriente en pu extremo S/E PEP 115 kV: caso EN2 (últimos ciclos). 2,0 Energización alimentador 34. 5 kV grupo 1 de Aerogeneradores (primero) [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en3.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 [s] 0,15 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 166: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN3 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 265/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1,5 Energización alimentador de 34.5 kV grupo 1 Aerogeneradores (último) [Vpu] 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en4.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 [s] 0,15 [s] 0,15 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 167: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN4 2,0 Energización alimentador 34.5 kV grupo 2 de Aerogeneradores (primero) [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en5.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 168: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN5 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 266/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 2,0 Energización alimentador de 34.5 kV grupo 2 Aerogeneradores (último) [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 0,00 0,03 (f ile en6.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 [s] 0,15 [s] 0,15 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 169: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN6 2,0 Energización alimentador 34.5 kV grupo 3 de Aerogeneradores (primero) [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en7.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 170: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN7 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 267/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 1,5 Energización alimentador de 34.5 kV grupo 3 Aerogeneradores (último) [Vpu] 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en8.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 [s] 0,15 [s] 0,15 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 171: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN8 2,0 Energizaciòn alimentador de 34.5 kV grupo 4 Aerogeneradores (primero) [Vpu] 1,1 0,2 -0,7 -1,6 -2,5 0,00 0,03 (f ile en9.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 172: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN9 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 268/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 2,0 Energización alimentador de 34.5 kV grupo 4 Aerogeneradores (último) [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en10.pl4; x-v ar t) v :RECA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :RECB 3,55E-05 0,00E+00 0,09 0,12 [s] 0,15 [s] 0,15 v :RECC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 173: Tensión en pu extremo receptor del cable: caso EN10 2,0 Energización condensador de 690 V grupo 1 Aerogeneradores (primero) [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en11.pl4; x-v ar t) v :AG1A factors: 1 1,80E-03 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :AG1B 1,80E-03 0,00E+00 0,09 0,12 v :AG1C 1,80E-03 0,00E+00 Figura 174: Tensión en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN11 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 269/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 3 Energización condensador de 690 V grupo 1 Aerogeneradores (primero) [Ipu] 2 1 0 -1 -2 -3 -4 0,00 0,03 0,06 (f ile en11.pl4; x-v ar t) c:EMISA -AG1A factors: 1 6,40E-04 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 c:EMISB -AG1B 6,40E-04 0,00E+00 0,09 0,12 [s] 0,15 [s] 0,15 c:EMISC -AG1C 6,40E-04 0,00E+00 Figura 175: Corriente en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN11 1,5 Energización condensador de 690 V grupo 1 Aerogeneradores (último) [Vpu] 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,03 (f ile en12.pl4; x-v ar t) v :AG9A factors: 1 1,78E-03 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 v :AG9B 1,78E-03 0,00E+00 0,09 0,12 v :AG9C 1,78E-03 0,00E+00 Figura 176: Tensión en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN12 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 270/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 3 Energización condensador de 690 V grupo 1 Aerogeneradores (último) [Ipu] 2 1 0 -1 -2 -3 0,00 0,03 (f ile en12.pl4; x-v ar t) c:EMISA -AG9A factors: 1 6,40E-04 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,06 c:EMISB -AG9B 6,40E-04 0,00E+00 0,09 0,12 [s] 0,15 c:EMISC -AG9C 6,40E-04 0,00E+00 Figura 177: Corriente en pu en barra de Aerogenerador. Caso EN12 A modo de resumen se presenta la siguiente tabla con los resultados: Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 271/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 55: Resultados Energización de Equipos (parte 1) Caso EN1 EN2 EN3* EN4* EN5** EN6** (*) Fase A B C A B C A B C A B C A B C A B C Ibase = 255 Amps RMS, Régimen Transitorio Vmax(pu) Imax(pu) 1,207 2,011 1,762 1,089 4,851 1,108 4,703 1,084 4,773 1,547 1,506 1,908 1,311 2,071 1,214 1,609 1,718 2,71 1,432 1,515 1,959 1,163 0,654 1,775 1,032 1,059 0,756 (**) Régimen Permanente Vpre(pu) Vpost(pu) 0,998 0,998 0,998 0,998 0,998 0,998 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,971 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,974 0,974 0,974 0,974 0,974 0,974 Gráfica E2 E4,E6 E9 E10 E11 E12 Ibase = 310 Amps RMS. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 272/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 56: Resultados Energización de Equipos (parte 2) Caso EN7** EN8** EN9* EN10* EN11*** EN12*** (*) Fase A B C A B C A B C A B C A B C A B C Ibase = 255 Amps RMS, IX.2.C.5 Régimen Transitorio Vmax(pu) Imax(pu) 1,282 1,503 1,974 1,012 0,918 1,178 0,948 1,628 1,389 1,843 1,544 2,118 1,672 3,223 1,607 3,268 1,753 3,608 1,849 2,973 1,777 2,674 1,794 3,688 1,786 2,931 1,176 1,762 1,414 2,579 (**) Ibase = 310 Amps RMS, Régimen Permanente Vpre(pu) Vpost(pu) 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,969 0,969 0,969 0,969 0,969 0,969 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,994 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,968 0,973 0,996 0,973 0,996 0,973 0,996 0,967 0,989 0,967 0,989 0,967 0,989 (***) Gráfica E13 E14 E15 E16 E17,E18 E19,E20 Ibase = 1105 Amps RMS Análisis de resultados de las STM por la energización de equipos Luego de simular 300 maniobras de energización por cada uno de los casos estudiados, el peor resultado para la línea de transmisión JUDIBANA–PEP 115kV presentó una máxima sobretensión de 2,011 pu. Este valor es considerado bajo para este tipo de maniobra y se justifica debido a la corta longitud de dicha línea (9km). En el caso de energización de transformadores la situación más desfavorable corresponde a la puesta en servicio de la primera unidad 115/34,5 kV en cada una de las dos barras identificadas como BP1 y BP2 (fig. E1). Una vez simulada esta maniobra se obtuvo como valores máximos de voltaje y corriente 1,108 pu y 4,851 pu respectivamente. Estos valores no representan mayores riesgos para ninguno de los 4 transformadores que alimentan a la S/E PEP. Seguidamente se realizó la evaluación de las energizaciones de los cuatro alimentadores de cada grupo de AGs (2 de 9 unidades y 2 de 10 unidades respectivamente). En esta maniobra la presencia de los cables produce fenómenos transitorios de doble frecuencia debido al valor elevado de Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 273/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 capacitancia de los mismos, requiriéndose especial atención en la modelación y simulación. Dado que no se tenía la precisión acerca de los materiales de construcción y disposición geométrica de los cables se usaron parámetros típicos de los conductores usados (250MCM y 350MCM). Se simularon las energizaciones de cada alimentador en función a ser el primero ó último en ser puesto en servicio. De esta manera se obtuvo como situación más desfavorable la energización en primera instancia del alimentador número 4 (AG27-AG51, Figura 158), con un valor de sobretensión de 2,118 pu. El peor caso de las corrientes correspondió a la puesta en servicio del último alimentador, puesto que produce la descarga de todos los elementos capacitivos previamente conectados a la barra. El valor máximo de corriente obtenido (3,608 pu) puede observarse en Figura 178 y Figura 179 donde se aprecia que se atenúa en aproximadamente 2 ciclos lo que limita su capacidad de daño sobre los elementos del sistema. Energización alimentador de 34.5 kV grupo 4 Aerogeneradores (último) 4 [Ipu] 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 15 20 (f ile en10.pl4; x-v ar t) c:EMISA -PE341A factors: 1 2,77E-03 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 25 c:EMISB -PE341B 2,77E-03 0,00E+00 30 35 [ms] 40 c:EMISC -PE341C 2,77E-03 0,00E+00 Figura 178: Corriente en pu en barra del Aerogenerador. Caso EN10 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 274/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 0,15 Energización alimentador de 34.5 kV grupo 4 Aerogeneradores (último) [Ipu] 0,10 0,05 0,00 -0,05 -0,10 -0,15 0,010 0,025 0,040 (f ile en10.pl4; x-v ar t) c:EMISA -PE341A factors: 1 2,77E-03 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,055 c:EMISB -PE341B 2,77E-03 0,00E+00 0,070 0,085 [s] 0,100 c:EMISC -PE341C 2,77E-03 0,00E+00 Figura 179: Corriente en pu en barra del Aerogenerador. Caso EN10 (detalle primeros ciclos) Finalmente se evaluó la puesta en servicio de los capacitores presentes en cada AG del sistema. Los valores máximos obtenidos en las simulaciones no representan peligro para los elementos de la red (1,849 pu en tensión y 3,688 pu en corriente). IX.2.D) STM: FALLAS Y DESPEJE DE FALLAS EN LA S/E PEP Cuando ocurre una falla monofásica a tierra, la tensión en la fase fallada decae, sin embargo, en las fases no falladas se pueden presentar sobretensiones (transitorias y temporarias) con valores no deseables, por lo tanto, deben ser estudiadas y analizadas. Para realizar la evaluación de este fenómeno se simula un CC monofásico sólido a tierra (en los extremos de la línea de transmisión) y se analizan las sobretensiones obtenidas en las fases no falladas. El cortocircuito se simula en el instante en que ocurre el máximo de la tensión en la fase fallada, de forma de obtener los resultados más pesimistas posibles. Igualmente, al efectuarse el despeje de la falla, el proceso de interrupción de elevadas corrientes de CC, podría ocasionar ST transitorias cuyo análisis es de interés en el presente estudio. La simulación del despeje trifásico de fallas, se realiza para determinar las solicitaciones sobre los equipos. En todas las simulaciones la secuencia de eventos es la siguiente (se usan valores típicos para este tipo de estudios): Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 275/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Se ejecuta la falla monofásica en la fase “A” dos (2) ciclos después (0.033 seg) de iniciada la simulación. Se ejecuta un despeje trifásico: 18 ciclos después (alrededor de los 0.333 seg) Extinción de la falla a los 0.35 seg. IX.2.D.1 Casos de estudio de STM de fallas y despeje de fallas en la S/E PEP A continuación se presenta la lista de maniobras de fallas monofásicas y despeje trifásico, simuladas en el estudio. Todas las fallas se aplican en los niveles de 34,5 kV. AF1: Se ejecuta la falla monofásica en bornes de baja tensión de T1 con el grupo 1 de AGs en servicio (9 unidades). AF2: Se ejecuta la falla de Falla monofásica en bornes de baja tensión de T1 con los grupos 1 y 2 de AGs en servicio (19 unidades). AF3: Se ejecuta la falla de Falla monofásica en bornes de baja tensión de T1 con los grupos 1, 2 y 3 de AGs en servicio (29 unidades). AF4: Se ejecuta la falla de Falla monofásica en bornes de baja tensión de T1 con los grupos 1, 2, 3 y 4 de AGs en servicio (38 unidades). AF5: Se ejecuta la falla de Falla monofásica en la mitad del alimentador del grupo 1 con todos los AGs en servicio (9 unidades). AF6: Se ejecuta la falla de Falla monofásica en la mitad del alimentador del grupo 2 con todos los AGs en servicio (10 unidades). AF7: Se ejecuta la falla de Falla monofásica en la mitad del alimentador del grupo 3 con todos los AGs en servicio (10 unidades). AF8: Se ejecuta la falla de Falla monofásica en la mitad del alimentador del grupo 4 con todos los AGs en servicio (9 unidades). En todos los casos se tomarán registros de tensión y corriente en los siguientes elementos (según aplique): Tensión línea-neutro en cada fase en el extremo de aplicación de falla. Corriente que circula por cada fase en el punto de reconexión. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 276/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 IX.2.D.2 Resultados de las STM por fallas y despeje de fallas 2,0 Falla monofásica en bornes T1 (34.5 KV) con 9 aerogeneradores en servicio [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,05 0,10 (f ile af 1.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 [s] 0,40 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 180: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF1 2,5 Falla monofásica en bornes T1 (34.5 KV) con 19 aerogeneradores en servicio [Vpu] 1,6 0,7 -0,2 -1,1 -2,0 0,020 0,096 (f ile af 2.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,172 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,248 0,324 [s] 0,400 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 181: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF2 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 277/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 3 Falla monofásica en bornes T1 (34.5 KV) con 29 aerogeneradores en servicio [Vpu] 2 1 0 -1 -2 0,00 0,05 (f ile af 3.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,10 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 [s] 0,40 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 182: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF3 3 Falla monofásica en bornes T1 (34.5 KV) con 38 aerogeneradores en servicio [Vpu] 2 1 0 -1 -2 0,00 0,05 (f ile af 4.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,10 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 [s] 0,40 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 183: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF4 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 278/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 2,0 Falla monofásica en mitad de alimentador 1 (34.5 KV) con 9 aerogeneradores en servicio [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,05 (f ile af 5.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,10 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 [s] 0,40 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 184: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF5 2,0 Falla monofásica en mitad de alimentador 2 (34.5 KV) con 10 aerogeneradores en servicio [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,05 (f ile af 6.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,10 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 [s] 0,40 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 185: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF6 Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 279/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 2,0 Falla monofásica en mitad de alimentador 3 (34.5 KV) con 10 aerogeneradores en servicio [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,05 (f ile af 7.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,10 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 [s] 0,40 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 186: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF7 2,0 Falla monofásica en mitad de alimentador 4 (34.5 KV) con 9 aerogeneradores en servicio [Vpu] 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 0,00 0,05 (f ile af 8.pl4; x-v ar t) v :AUXA factors: 1 3,55E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,10 v :AUXB 3,55E-05 0,00E+00 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 [s] 0,40 v :AUXC 3,55E-05 0,00E+00 Figura 187: Tensión en pu en pto de falla (barra), Caso AF8. Los resultados del estudio de fallas y despeje de fallas pueden resumirse en el siguiente cuadro: Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 280/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 57: Resultados del estudio de fallas y despeje de fallas Caso AF1 AF2 AF3 AF4 AF5 AF6 AF7 AF8 Fase A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C Régimen Transitorio Vmax(pu) Imax(pu) 1,4681 1,654 0,923 1,885 0,961 3,224 1,651 1,782 2,201 1,812 4,961 1,771 2,746 2,254 2,758 6,321 1,755 2,934 2,284 2,981 4,485 1,641 0,658 1,973 0,678 4,498 1,671 0,657 1,947 0,677 4,505 1,644 0,658 1,742 0,663 4,713 1,666 0,132 1,757 0,137 Régimen Permanente Vpre(pu) Vpost(pu) 0,987 1,010 0,987 1,010 0,987 1,010 0,978 1,000 0,978 1,000 0,978 1,000 0,969 1,000 0,969 1,000 0,969 1,000 0,966 1,000 0,966 1,000 0,966 1,000 0,981 0,991 0,981 0,991 0,981 0,991 0,983 0,989 0,983 0,989 0,983 0,989 0,983 0,991 0,983 0,991 0,983 0,991 0,991 0,995 0,991 0,995 0,991 0,995 Gráfica E23 E24 E25 E26 E27 E28 E29 E30 Ibase = 255 Amps RMS IX.2.D.3 Análisis de resultados de las STM por fallas y despeje de fallas De las simulaciones realizadas se puede deducir que el caso que produce los valores más elevados de ST corresponde a una falla monofásica cercana a los bornes de BT del TRX T1 (115/34,5kV), cuando están operativos todos los AGs alimentados por la barra BP1 (38 AG, Figura 158). En la Tabla 57 se observa que los valores de sobretensión y corriente de falla se incrementan (como es de esperar) en la misma medida que lo hacen los AGs alimentados por la barra BP1. Otro aspecto que puede verificarse en la tabla es que a medida que el punto de falla se aleja de la barra BP1 los valores de sobre-tensión y sobre-corriente se hacen menores. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 281/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR FUNINDES USB ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Los valores de tensión alcanzados en el intervalo de tiempo (300 mseg) previo al despeje por las fases no falladas (b y c), están directamente relacionados con el valor de puesta a tierra de la resistencia ubicada en los neutros de los TRX T1 y T2 (Figura 158). A efectos de simulación digital se usó como valor 70 para garantizar que la corriente que circula del neutro a tierra en T1 no exceda los 400A tal como lo indica el diagrama unifilar de la S/E PEP. Por esta razón los valores de ST durante la falla se encuentran en el rango de 1.6 a 1.7 pu para las fases no falladas. Estos valores no representan problemas para el descargador de ST ubicado en el lado de AT del TRX T1 debido a que éste tiene una conexión sólidamente puesta a tierra, que impide el desplazamiento del neutro de las tensiones. En la Figura 188 se puede ver el comportamiento de las tensiones en el lado de 115kV del TRX T1 para el peor caso evaluado (AF4). 1.300 [V] Falla monofásica en bornes de T1 (34.5 kV) con 38 aerogeneradores en servicio 0.975 0.650 0.325 0.000 -0.325 -0.650 -0.975 -1.300 0.00 0.05 0.10 (file af4.pl4; x-var t) v:PEP1A factors: 1 1,07E-05 offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0.15 v:PEP1B 1,07E-05 0,00E+00 0.20 0.25 0.30 0.35 [s] 0.40 v:PEP1C 1,07E-05 0,00E+00 Figura 188: Tensión en pu en pto de falla (barra) lado de alta tensión, Caso AF4 IX.2.E) CONCLUSIONES SOBRE EL ESTUDIO DE STM La Tabla 58 presenta un resumen las sobretensiones más elevadas encontradas en las simulaciones realizadas, mientras que en la Tabla 59 se muestran los valores de soporte máximos recomendados por IEEE para los distintos niveles de tensión presentes. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 282/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR FUNINDES USB UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 58: Resumen de resultados del estudio Sobretensión Maniobra Máxima (pu) Caso Energización de Línea 2.011 EN1 Energización de Transformador 1.108 EN2 Energización del Alimentador 2.118 EN9 Energización de Capacitor 1.849 EN11 Fallas y despeje trifásico de fallas monofásicas 2.284 AF4 Tabla 59: Valores de tensión de soporte ante maniobras (*) (*) Voltaje (kV) BSL (kV) BSL (pu) 115 230 3.464 34,5 50 - 70 2.510 - 3.514 0,690 1 - 1.5(**) 2.510 - 3.765 IEEE PC62.82.1/D2 Draft Standard for Insulation Coordination (**) Valor supuesto En las tablas puede verificarse que ninguna sobretensión excede los valores de soporte (BSL) recomendados en cada uno de los niveles de tensión estudiados (115kV, 34,5kV y 690V) en la S/E PEP. Se debe recordar que algunos de los parámetros usados en el estudio corresponden a valores típicos y no a los específicos que tendrán los cables a instalar en la S/E PEP, con lo que existe un pequeño margen de incertidumbre en los valores obtenidos. Por otro lado las normas sugieren un margen de seguridad de 15% - 20% para los equipos a proteger, lo que implica valores efectivos de tensión de soporte ante maniobras que se indican a continuación: Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 283/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Tabla 60: Valores efectivos de tensión de soporte ante maniobras Voltaje (kV) BSL (pu) 115 2.771 34.5 2.008 - 2.812 0.690 2.008 - 3.012 Por esta razón se sugiere, para evitar fallas y garantizar la coordinación de aislamiento, desde el punto de vista de sobretensiones de maniobra en la S/E PEP tener en cuenta los siguientes aspectos: Verificar que la tensión máxima de soporte de los cables a instalar en los alimentadores de cada uno de los 8 grupos de aerogeneradores guarden concordancia con los presentados en la Tabla 60 para 34,5kV. Realizar un estudio de TRV (Voltaje Transitorio de Recuperación) asociado a los interruptores a instalar a cada grupo aerogenerador – transformador de la S/E con el fin de descartar la posibilidad de falla ante maniobras del sistema. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 284/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 X) CONCLUSIONES X.1) CONCLUSIONES GENERALES SOBRE LOS ESTUDIOS REALIZADOS 1. Se debe resaltar que las características de la generación eólica no son comparables con las de la generación térmica: La generación eólica ahorra consumo de combustible y la térmica proporciona confiabilidad al sistema. Son dos dimensiones operativas diferentes y con propósitos totalmente distintos. La interacción entre la generación eólica y la térmica tiene que ver con el despacho de la generación, ya que al ser la eólica un método para ahorrar combustible, siempre se debería despachar en primer lugar la generación eólica y en forma coordinada la generación térmica. En general la generación eólica alcanza factores de carga inferiores al 50%, mientras que la generación térmica puede alcanzar los valores máximos exigidos por la demanda. Es por ello que los MW eólicos solamente complementan a los MW térmicos. 2. En cuanto a la capacidad de regulación de potencia-frecuencia del sistema: Las líneas en 115kV PF2-ISIRO tienen una capacidad de transmisión del orden de los 160MW. La capacidad de regulación de cada máquina de la planta Josefa Camejo es de 20MW. Con dos máquinas en línea, la capacidad máxima de regulación es de 40MW. Existe una muy buena capacidad de regulación potencia-frecuencia cuando la RESP opera conectada al SIN a través de las dos líneas de 115kV PF2-ISIRO y con una o dos máquinas operando en la planta Josefa Camejo. El PEP no debe ponerse fuera de servicio si la RESP está desconectada del SIN y no existe regulación automática potencia-frecuencia en la planta Josefa Camejo. Con la RESP aislada del SIN y aún con la regulación automática potencia-frecuencia en Josefa Camejo (siendo además que estas máquinas son de respuesta lenta) es conveniente limitar la producción eólica del PEP a la capacidad máxima de regulación de la planta Josefa Camejo: 40MW en el caso de 2 generadores conectados y 20MW en el caso de un solo generador conectado. En esta condición de operación debe preverse una generación máxima en la planta Josefa Camejo que permita la regulación hacia arriba (+20MW en cada generador), para permitir dicha regulación. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 285/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 X.2) X.2.A) CONCLUSIONES SOBRE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN PERMANENTE Conclusiones sobe los estudios de flujo de carga 1. Los resultados de FC indican que no existe la necesidad de incorporar compensación reactiva adicional a la prevista en los propios aerogeneradores del PEP. El sistema no muestra problemas de tensión en ninguna de las distintas condiciones de operación simuladas (siempre que los cambiadores de tomas y los bancos de compensación existentes operen de forma correcta) (Figura 18, Figura 19, Figura 25, Figura 26 y Figura 27). 2. Con relación a la RESP operando conectada al SIN y con el Parque Eólico Paraguaná operando: Es importante resaltar que el sistema simulado se corresponde al del año 2011 que contempla dos líneas en 115kV ISIRO-PF2 y un anillo con líneas dobles en 115kV en la RESP (Figura 3, Figura 4 y Figura 5). El sistema muestra un comportamiento adecuado (en cuanto a tensiones y cargas de líneas y transformadores) para todos los casos de operación de RP que se han considerado. Se han ejecutado un gran abanico de casos de alta, baja y media generación eólica en el PEP combinándolos con casos de demandas máximas, medias y mínimas. El sistema puede operar dentro de los límites establecidos por los criterios establecidos (normas y regulaciones nacionales e internacionales), siempre que los sistemas de regulación de tensión actuales (cambiadores de tomas en los transformadores y bancos de condensadores ya instalados) operen correctamente. 3. Con relación a la RESP operando aislada del SIN y con el Parque Eólico Paraguaná operando (sin una máquina del IPP-GENEVAPCA): Como ya se ha mencionado, el sistema tiene una baja capacidad de regulación de potencia activa (frecuencia) y reactiva (voltajes). El sistema se hace débil al perder la conexión con el SIN. EL NCC en la barra del PEP pasa de 2025MVAcc a 1450MVAcc (cerca de un 30% menos). Adicionalmente las máquinas de Josefa Camejo no son de respuesta rápida. Como se ha dicho antes, la incorporación y operación del PEP hace imprescindible la implementación de un sistema de control automático de potencia-frecuencia y de potencia reactiva-voltaje en la planta Josefa Camejo. Sin estos sistemas de control no es conveniente operar el Parque Eólico Paraguaná. El comportamiento del sistema en RP es adecuado siempre que la planta Josefa Camejo opere con dos (2) generadores en línea y con regulación automática en la planta. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 286/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 En los casos que consideran un solo generador en la planta Josefa Camejo y la RESP aislada del SIN (casos B.x.5 y B.x.7 en la Tabla 7) no son posibles a menos que se limite la potencia del PEP (desconectando AGs) y/o se apliquen racionamiento de la demanda (desconexión de cargas). En esta condición de funcionamiento, que se podría considerar como una contingencia doble (RESP aislada del SIN y con un generador en Josefa Camejo), se deberá desconectar el PEP de la red. En los casos donde esté operativo solamente un generador en Josefa Camejo es necesario conectar un generador del IPP (GENEVAPCA) 4. Las tensiones en la red de distribución interna del PEP (34,5kV) se mantienen en un rango de entre el 98% y el 103% en los casos analizados. El comportamiento de la red interna del PEP en todos los casos analizados es adecuado. 5. El rendimiento promedio del PEP es del 96,64% obteniéndose un mínimo de 95,7% y un máximo de 97,53% (en los casos analizados). El rendimiento considera las pérdidas en los transformadores de 0,69/34,5kV, cables y transformadores de potencia de 34,5/115kV de la S/E PEP en todas las condiciones de operación analizadas. X.2.B) Conclusiones sobe los estudios de CC 1. El impacto del PEP sobre el NCC en la barra de 115kV de la S/E PEP es de un incremento del 20% de ( NCC = 336,85 MVA). El impacto del PEP sobre el NCC en la barra de 115kV de la S/E JUDIBANA es de un incremento del 7,55% de ( NCC = 300 MVA). 2. Los valores anteriores se pueden considerar como el aporte máximo a los niveles de CC de la RESP de los AGs del PEP. El incremento en los NCC debido al PEP se hace menos notable a medida que se consideran barras más alejadas al parque. Es decir, el aporte a las corrientes de CC del PEP es mucho menor a medida que se consideran alejadas eléctricamente del PEP. X.2.C) Conclusiones sobe el análisis de contingencias 1. Se debe resaltar la RESP modulada tiene el anillo doble terna en 115kV y dos líneas ISIROPUNTO FIJO II en 115kV. Bajo esta premisa las contingencias simples no generan problemas muy graves al sistema. 2. Cualquier falla donde se produzca una pérdida de generación (Planta Centro, Josefa Camejo, Punto Fijo I, etc.) son críticas. Las fallas donde se pierde la conexión al SIN también son críticas. 3. El análisis muestra que lo que más se afecta ante cualquier contingencia son las tensiones de la red. Esto indica que el sistema presenta debilidades en cuanto a los flujos de potencia reactiva. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 287/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 4. La pérdida del PEP no produce mayores inconvenientes al sistema, siempre que actúe la regulación potencia-frecuencia del SIN o de la planta Josefa Camejo (según sea el caso). 5. Es fundamental para realizar el análisis de contingencias definir el escenario o caso de base. Usando los modelos desarrollados en DIGSILENT (entregables del proyecto) se puede analizar cualquier otra condición deseada. X.2.D) Conclusiones sobe los estudios de flujo de carga armónico 1. No se observan incrementos significativos en los valores de distorsión armónica total de tensiones (THDv) ante la incorporación del Parque Eólico Paraguaná. Adicionalmente los valores de THDi y TDD obtenidos están dentro de los valores esperados. 2. En ninguno de los casos analizados se sobrepasan los límites de tensión efectiva y pico, corriente, pérdidas y potencias reactivas máximas establecidas. Las solicitaciones sobre los TRX del PEP son bajas debido al dimensionamiento de dichos transformadores y a los bajos niveles de carga que tendrán en operación normal. 3. En la barra PF1 13,8kV, donde está conectado uno de los bancos de compensación capacitiva (12MVAr) de la RESP se detectan valores THDv, THDi y TDD (>20%) altos porque existe una resonancia en torno al 5to armónico. Esta resonancia puede verse claramente en la curva de impedancia contra frecuencia en la Figura 80. Al ser este, un armónico característico de las cargas no lineales más típicas se debe poner especial atención sobre dicho banco de condensadores. En el caso de que exista una fuerte contaminación armónica con presencia de 5to armónico el banco de condensadores de PF1 podría presentar problemas de pérdida de vida útil, mal funcionamiento y falla. Esta resonancia nada tiene que ver con la incorporación del Parque Eólico Paraguaná. X.3) X.3.A) CONCLUSIONES SOBRE LOS ESTUDIOS DE RÉGIMEN TRANSITORIO Conclusiones sobe los estudios de estabilidad: fallas 1. El sistema es débil cuando NO EXISTE la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II. En muchos casos el sistema es inestable en frecuencia y en tensiones, ante fallas en la red en esta condición de operación. En los casos que NO EXISTE conexión ISIRO-PUNTO FIJO II es indispensable la regulación automática de P-f en la planta Josefa Camejo. 2. El sistema es extremadamente débil cuando NO EXISTE la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II y hay solamente una unidad (máquina) en Josefa Camejo. 3. Como es de esperar, los casos de generación eólica máxima y demanda máxima muestran ser los más críticos en cuanto a la estabilidad de tensiones, especialmente con fallas en la Línea JUDIBANA-PUNTO FIJO II (EVENTO 1) y en la Línea PUNTO FIJO IV-JOSEFA CAMEJO (EVENTO 2). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 288/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 4. Las fallas ISIRO-PUNTO FIJO II con despeje de la línea así como la falla JUDIBANA-PEP (con despeje de la línea) no son críticas con relación a la estabilidad de tensiones y frecuencia de la RESP (siempre que se disponga de regulación automática en Josefa Camejo). 5. En todos los casos analizados el sistema es estable desde el punto de vista de los ángulos de las máquinas. X.3.B) Conclusiones sobe los estudios de estabilidad: desconexión de AGs y del PEP 1. La desconexión del PEP o de parte del PEP no produce ninguna inestabilidad CUANDO EXISTE la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II. 2. La desconexión del PEP o de parte del PEP afecta poco las tensiones (todos los casos cumplen con el criterio de estabilidad de voltajes), aun cuando no existe la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II (Contingencia). 3. La desconexión del PEP o de parte del PEP produce inestabilidad de frecuencia cuando no existe la conexión ISIRO-PUNTO FIJO II. Estos casos se pueden considerar como contingencia doble. X.3.C) Conclusiones sobe los estudios de estabilidad: rampas de viento 1. En los casos de rampas de viento analizados no se presentan problemas de estabilidad de ángulos, frecuencias o voltajes. 2. Como se ha determinado para todos los estudios de estabilidad anteriormente analizados, los casos más críticos resultan ser los de la RESP desconectada del SIN. Esta situación es obvia dado que en dicha condición el sistema es más débil y el control de frecuencia-voltaje lo hace la planta Josefa Camejo, cuyo sistema de control debe ajustarse y optimizarse. 3. En general, las rampas de viento analizadas (cuatro tipos de eventos) no muestran mayor impacto sobre el sistema. X.4) X.4.A) CONCLUSIONES SOBRE LOS ESTUDIOS DE TEM Conclusiones sobe los estudios STA sobre AGs 1. En el peor escenario se espera que 21 rayos/año impacten a los AGs del PEP. En la gran mayoría de los casos, no causarán daño. 2. Se espera que, en el peor caso cada 10 años y en el mejor caso cada 16 años, ocurra una falla en el Parque Eólico Paraguaná, debido a descargas atmosféricas. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 289/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 3. La corriente crítica, de 238kA, tiene una probabilidad de 0.5% de ser superada. El 99.5% de los rayos que impacten en el PEP tendrán magnitudes de corriente inferiores a la crítica. 4. Considerando la falla de los TVSS como punto de daño del sistema, se tendría que trabajar con una corriente crítica de 93kA. Esta corriente tiene una probabilidad de 5.43% de ser superada (diez veces mayor que la anterior). 5. La tensión de elevación del plano de tierra es el parámetro que afecta directamente al sistema. En este estudio se plantea el peor escenario que corresponde al valor más alto permitido por el fabricante para este parámetro (10 ). 6. Comparando los valores calculados normalizados calculados con datos internacionales (IEC61000-24) que indica tres (3) fallas al año por cada 100 AG instalados, se obtienen las siguientes tasas de falla y de retorno para el caso del PEP: Mejor y peor caso (valores normalizados del PEP para 100 AG): o TF=0.083 y TR=12 años o TF=0.138 y TR=7.2 años 0,007 fallas/año (<3.0) 0,019 fallas/año (<3.0) Mejor y peor caso (valores normalizados del PEP para 100 AG) (considerando daño de los TVSS): o TF=0.907 y TR=1.1 años 0,824 fallas/año(<3.0) o TF=1.5 y TR=0.67 años 2,239 fallas/año (<3.0) 7. Los valores obtenidos de Tasas de Retorno están dentro de los esperados para este tipo de instalación, en todos los casos considerados. 8. Se deberá prestar especial atención a los siguientes aspectos: La seguridad depende de los bajos valores de las resistencias de puesta a tierra. Esto implica que dado que se trata de una zona corrosiva por contenido de sales disueltas en el suelo, se deben maximizar las labores de revisión y mantenimiento previstos sobre este componente del sistema. X.4.B) Conclusiones sobe los estudios STA sobre la S/E PEP 1. El fenómeno predominante por descargas atmosféricas es la descarga retroactiva, a pesar de tener una baja probabilidad de ocurrencia (una salida cada 3 años, para el caso de la línea más larga JUDIBANA-PEP). Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 290/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 2. Se ha verificado la coordinación del aislamiento del lado de 115kV de la S/E PEP. El estudio demuestra que la S/E está protegida contra descargas atmosféricas ocurridas en las líneas próximas a la S/E PEP. 3. Las tasas de salida por falla de apantallamiento obtenidas son las siguientes: Tasa de salida TS = 0.401 salidas/año-100 km Tasa de salida por línea (hacia la S/E JUDIBANA: 9 km) TS = 0.036 salidas/año Tasa de salida por línea (hacia la S/E LOS TAQUES: 1 km ) TS= 0.004 salidas/año 4. Las tasas de salida por descargas retroactivas obtenidas son las siguientes: Tasa de salida TS = 4.251 salidas/año-100 km Hacia la S/E JUDIBANA: 9 km Hacia la S/E LOS TAQUES: 1 km TS = 0.382 salidas/año TS = 0.042 salidas/año 5. El alto período de retorno obtenido (1250 años) se debe a los siguientes aspectos: Valores bajos de las resistencias de puesta a tierra de las torres de las líneas y de S/E. Se trata de una zona corrosiva por contenido de sales disueltas. Se deben maximizar las labores de revisión y mantenimiento previstos sobre este componente del sistema. Los descargadores de ST a la entrada de la S/E y en el TRX de potencia tienen un papel crucial en la protección de los equipos de la subestación. Su evaluación y mantenimiento será determinante en la vida útil de los equipos en de la S/E. X.4.C) Conclusiones sobe los estudios STM 1. Las máximas sobre-tensiones (ST) y sobre-corrientes (SC) de maniobras obtenidas son: ST de energización de líneas (línea JUDIBANA-PEP 115kV) 2,011 pu ST de energización de transformadores (TRX de BP1 y BP2) 1,108 pu SC de energización de transformadores (TRX de BP1 y BP2) 4,851 pu ST de energización de alimentadores de los AGs 2,118 pu SC de energización de alimentadores de los AGs 3,608 pu Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 291/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 ST de conexión de los bancos de condensadores de los AGs 1,849 pu SC de conexión de los bancos de condensadores de los AGs 3,688 pu ST para fallas y despeje trifásico de fallas monofásicas 2.284 pu Los valores obtenidos son bajos para estas maniobras y se atenúan de forma rápida. Son valores perfectamente aceptables y no representan riesgos para el sistema. 2. Ninguna ST excede los valores de soporte (BSL) recomendados en cada uno de los niveles de tensión estudiados (115kV, 34,5kV y 690V) en la S/E PEP. 3. Se sugiere, para evitar fallas y garantizar la coordinación de aislamiento, desde el punto de vista de sobretensiones de maniobra en la S/E PEP tener en cuenta los siguientes aspectos: Verificar que la tensión máxima de soporte de los cables a instalar en los alimentadores de los grupos de AGs guarden concordancia con los presentados en la Tabla 60 para 34,5kV. Realizar un estudio de TRV (Voltaje Transitorio de Recuperación) asociado a los interruptores a instalar a cada grupo aerogenerador – transformador de la S/E con el fin de descartar la posibilidad de falla ante maniobras del sistema. X.5) RECOMENDACIONES 1. Se recomienda ampliamente continuar con el plan de instalación del sistema de regulación automática en la planta Josefa Camejo así como reforzar la interconexión de la red eléctrica de Paraguaná con el Sistema Interconectado Nacional (SIN). El Parque Eólico Paraguaná puede operar de forma correcta y aportar energía a la red siempre que la red tenga capacidad de regulación, ya sea a través de la interconexión con el SIN o mediante la regulación automática de la principal planta de la Red Eléctrica de Paraguaná. 2. Es muy común con el tipo de tecnología usada en el PEP la desconexión de los aerogeneradores ante fallas y perturbaciones provenientes de la red eléctrica (Huecos de Tensión). En Europa, EEUU y otros países existen regulaciones que impiden la desconexión de los parques eólicos ante huecos de tensión, para evitar una perturbación mayor y problemas de estabilidad en la red eléctrica. Existen soluciones técnicas para este problema que consisten en conectar (ya sea en serie o en paralelo), entre la máquina eléctrica y el lado de BT del transformador de cada aerogenerador un equipo que impide que el aerogenerador “vea” el hueco de tensión y de esta forma que no se desconecte. Se recomienda ampliamente analizar la posibilidad de instalar este equipamiento adicional en los aerogeneradores del PEP. 3. Debe tenerse especial cuidado con la fatiga mecánica que ocasionan los disparos de los aerogeneradores (especialmente sobre la caja multiplicadora de los AGs). Algunos fabricantes lo limitan a 3 disparos por año. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 292/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 4. Los TVSS son elementos que tienen un papel crucial en la protección de los generadores. Sin embargo, por ser de BT, pueden manejar contenidos energéticos relativamente bajos. En caso de que se presenten muchos daños a lo largo del tiempo, se recomienda sustituirlos por los de mayor energía disponible en el mercado. 5. De los resultados obtenidos se concluye que el Parque Eólico Paraguaná no afecta de forma significativa la contaminación armónica que pueda tener la RESP. Debido a la presencia de bancos de compensación capacitiva así como la incorporación del PEP se recomiendo realizar una campaña de medición de la contaminación armónica en la RESP. Con esta información se deben repetir estos estudios y realizar las verificaciones pertinentes. Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 293/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 XI) EQUIPO DE TRABAJO El grupo de trabajo vinculado a la realización de los estudios planteados es el siguiente: NOMBRE TÍTULOS DEPENDENCIA PAÍS CARGO Roberto Alves Ing., M.Sc., PhD FUNINDES-USB / UGSIEP / DPTO. CTE Venezuela Coordinador e Ing. de Proyecto Santiago Arnaltes Ing., PhD UC3M España Asesor internacional Cristóbal López Ing., M. Sc. EREDA España Asesor internacional Gastón Pesse Ing., M.Sc. FUNINDES-USB / UGSIEP Venezuela Asesor nacional / Ing. de Proyecto Luisa Salazar Ing., Dip. FUNINDES-USB / UGSIEP / DPTO. TI Venezuela Ing. de Proyecto Alexander Bueno Ing. Ms.Sc. FUNINDES-USB / UGSIEP / DPTO. CTE Venezuela Ing. de Proyecto Miguel Martínez Ing., M.Sc., PhD FUNINDES-USB / DPTO. CTE Venezuela Ing. de Proyecto Miguel Montilla Ing., M.Sc. UC3M España Ing. de Proyecto Walter Marino Lic., M.Sc. FUNINDES-USB Venezuela Planificador Héctor Toledo Ing. FUNINDES-USB / UGSIEP Venezuela Ing. de Proyecto Francisco Chacón Ing. FUNINDES-USB / UGSIEP Venezuela Ing. de Proyecto Sonia Borrás Lic., Dip. FUNINDES-USB Venezuela Asistente / Planificación Zulay López Lic. FUNINDES-USB / UGSIEP Venezuela Asistente / Secretaria Santiago Camejo Asistente FUNINDES-USB Venezuela Asistente Ingeniería En la realización de los estudios, fundamentalmente en la etapa inicial de recolección de datos e información, así como en la verificación de algunos de los modelos usados y también en la evaluación y discusión de los resultados preliminares han participado: Ing. Emil Chirinos de CADAFE/CORPOELEC (Paraguaná) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 294/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Ing. Esteban Zárraga de CADAFE/CORPOELEC (Paraguaná) Ing. Verónica Ponce de CADAFE/CORPELEC (Caracas) Ing. Gilberto Barreto de FUNDELEC (Caracas) Ing. Elena Caraballo de FUNDELEC (Caracas) Adicionalmente se debe mencionar y agradecer la ayuda y colaboración que ha prestado el equipo técnico de trabajo de PDVSA-CRP, responsables del Proyecto Parque Eólico Paraguaná: Ing. José Piña Ing. Denny Rodríguez Ing. Luis Rodríguez Ing. Aly González Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 295/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 XII) DOCUMENTOS Y ARHIVOS ANEXOS (ENTREGABLES DEL PROYECTO) 1. Base de Datos (parámetros del sistema): BD_RESP_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Modelo_AG-MADE-AE61.doc (y versión en pdf) 2. Estimación de la demanda: Demanda_Falcon_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 3. Diagramas unifilares: Unifilar_Paraguana_sin PEP_UGSIEP.dwg (y versión en pdf) Unifilar_Paraguana_con PEP_UGSIEP.dwg (y versión en pdf) Unifilar PEP_UGSIEP.dwg (y versión en pdf) Unifilar_PEP_REDUCIDO.dwg (y versión en pdf) 4. Estudio de la Relación de CC Estudio_RCC_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 5. Casos de estudio: Casos_de_Estudio_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 6. Estimación de la producción eólica: Viento_Generacion_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 7. Estudio de Penetración Eólica: Estudio_Penetracion_Eolica_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 8. Estudios de RP: Flujo de Carga (FC) Resultados_FC_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 9. Estudios de RP: Contingencias Resultados_CONT_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 10. Estudios de RP: Cortocircuito (CC) Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 296/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 Resultados_CC_RESP_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Resultados_CC_PEP.xls (y versión en pdf) 11. Estudios de RP: Flujo de Carga Armónico (FCA) Resultados_FCA_CASOS_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Resultados_FCA_THDv_A_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Resultados_FCA_THDv_B_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Resultados_FCA_THDi_A_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Resultados_FCA_THDi_B_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Resultados_FCA_SOLIC_UGSIEP.xls (y versión en pdf) Resultados_FCA_RESUMEN_UGSIEP.xls (y versión en pdf) 12. Estudio de Régimen Transitorio: Resultados_ET_UGSIEP_Tabla-1.xls (y versión en pdf) Resultados_ET_UGSIEP_Tabla-2.xls (y versión en pdf) Resultados_ET_UGSIEP_Tabla-3.xls (y versión en pdf) 13. Estudios de Transitorios Electromagnéticos: Caso1PEP.acp (archivo/base de datos del EMTP/ATP, versión ATPDRAW, STA) Caso2PEP.acp (archivo/base de datos del EMTP/ATP, versión ATPDRAW, STA) Caso3PEP.acp (archivo/base de datos del EMTP/ATP, versión ATPDRAW, STA) PEPBASE.IN (archivo/base de datos del EMTP/ATP, STM) 14. Presentaciones: PEP-PDVSA_informe_presentacion.pdf PEP-PDVSA_informe_presentacion_FC.pdf PEP-PDVSA_informe_presentacion_CONT.pdf PEP-PDVSA_informe_presentacion_CC.pdf PEP-PDVSA_informe_presentacion_FCA.pdf PEP-PDVSA_informe_presentacion_ET.pdf PEP-PDVSA_informe_presentacion_TEM.pdf Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 297/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 PEP-PDVSA_informe_presentacion_CC.pdf Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 298/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 XIII) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] UGSIEP/FUNINDES-USBS. Memoria de Cálculo del Proyecto: ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Agosto 2010. [2] Rodríguez-Amenedo, J.L., Arnaltes, S., Burgos-Díaz, J.C.; Sistemas Eólicos de Producción de Energía Eléctrica. ISBN: 84-7207-139-1, Editorial Rueda, S.L., Madrid 2003. 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Coordinador: Prof. Dr. Roberto Alves ([email protected]), UGSIEP/FUNINDES-USB 299/300 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR UNIDAD DEGESTIÓN Y GRUPO DEINVESTIGACIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALESDEELECTRÓNICA DEPOTENCIA FUNINDES USB FUNDACION DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR ESTUDIO DE IMPACTO DEL PARQUE EÓLICO PARAGUANÁ SOBRE LA RED ELÉCTRICA DEL SISTEMA PARAGUANÁ. Contrato Nro. 4620008690 - PDVSA-CRP y FUNINDES-USB. Proyecto FUNINDES-USB No. 56-2452 [12] GREENWOOD, A., “Electrical Transents in Power Systems”, second edition, John Wiley & Sons, 1991. [13] HILEMAN, A., DEKKER, MARCEL, “Insulation Coordination for Power Systems”, 1999. [14] IIEC-6007. “Insulation Coordination”. [15] LEUVEN EMTP CENTER, “Alternative Transients Program Rule Book ATP”, July 1987. [16] EMTP Course Overvoltages and Insulation Coordination Studies, España, 12-14 de Noviembre 1997. [17] IEEE Std. 1243. “IEEE Guide for Improving the Lightning Performance of Transmission Lines”. [18] J.C. 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